CH659557A5

CH659557A5 - Verfahren zur hochfrequenz-wechselstromspeisung einer fluoreszenz-lampe sowie vorrichtung zu dessen ausfuehrung.

Info

Publication number: CH659557A5
Application number: CH2064/83A
Authority: CH
Inventors: Martti Sairanen
Original assignee: Helvar Oy
Priority date: 1982-04-21
Filing date: 1983-04-18
Publication date: 1987-01-30
Also published as: AU1349183A; AU552357B2; BR8302091A; FI65524C; FI65524B; JPS58194298A; SE8302179L; FR2525848A1; ATA142183A; GB2119184B; NL8301357A; NL192239C; FI821385A0; GB8310524D0; GB2119184A; SE458166B; AT384339B; FR2525848B1; US5034660A; DE3313916A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hoch-frequenz-Wechselstromspeisung einer Fluoreszenz-Lampe mit einem Serie-Resonanzkreis sowie eine Vorrichtung zu dessen Ausführung.

Elektronische Anschlussgeräte für den Anschluss von Fluo-reszenz-Lampen an das Netz waren in letzter Zeit Gegenstand einer raschen Entwicklung. All diesen Schaltungen ist gemein, dass die Fluoreszenz-Lampe mit einem Hochfrequenz-Wechselstrom beaufschlagt wird, wodurch die Strombelastung verbessert wird. Ein wesentlicher Vorteil derartiger elektronischer Anschlussgeräte bezüglich konventioneller mit Eisenkernwick-lungs-Ballast liegt in ihrem höheren Wirkungsgrad.

Bei der Einführung derartiger elektronischer Anschlussgeräte tritt das Problem auf, dass Fluoreszenzröhren, insbesondere sog. dünne, 26 mm Fluoreszenzröhren, sichtbar aufeinanderfolgend, dunklere und hellere Bereiche aufzeigen. Dieses sog. Streifenbildungs- oder Wirbelphänomen führt nicht zu Störungen der eigentlichen Beleuchtung, trotzdem ist seine vollständige Elimination wünschbar bei eingesehenen Fluoreszenzröhren. Insbesondere mit anpassbaren elektronischen Anschlussgeräten tritt dieses Problem markant auf und es wurde bei sog. dünnen Fluoreszenzröhren als unmöglich erachtet, eine Anpassung vorzunehmen, ohne dass derartige Streifenbildungsphänomene auftreten.

Dieses Phänomen ergibt sich aus dem erhöhten Wirkungsgrad, der bei der Verwendung elektronischer Anschlussgeräte erreicht wird. Bei hohen Frequenzen wird dieselbe Lichtausbeute bei tieferen Strömen erreicht wie bei höheren Strömen mit konventionellen Ballastanwendungen. Als Resultat des tieferen Stromes bleibt die Temperatur der Lampe tiefer.

Dieses Phänomen steht im Zusammenhang mit dem höheren Wirkungsgrad von elektronischen Vorschaltgeräten; bei Hochfrequenz wird die gleiche Lichtausbeute bei geringerem Strom erreicht, als mit gewöhnlichen Vorschaltgeräten. Aufgrund des geringeren Stromes ist die Temperatur der Lampe geringer. Die GB-PS 1 568 310 zeigt ein Vorschaltgerät für Entladungsröhren mit pulsierendem Gleichstrom- bzw. niederfrequentem Wechselstrom mit einer überlagerten hochfrequenten Wechselstromkomponente und betrifft nicht das Unterdrücken des Streifenphänomens. Es kann durch die in der GB-PS gepffenbarten Schaltungen nicht beseitigt werden. Die DE-OS 2 705 540 betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erhöhung des Wirkungsgrades einer Leuchtstoffröhre durch Reduktion des bis zu 90% betragenden Wärmeanteiles der zugeführten elektrischen Energie. Dies wird durch Impulse mit einer Spannung über der Ionisationsspannung erreicht. Auch diese Druckschrift betrifft des Streifenphänomen nicht.

Die vorliegende Erfindung bezweckt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens vorzuschlagen, um die genannten Streifenbildungsphänomene zu eliminieren. Zu diesem Zweck zeichnet sich das Verfahren eingangs genannter Art nach dem Wortlauf des Anspruchs 1 aus. Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens zeichnet sich nach dem Wortlaut des Anspruchs 4 aus.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsvariante der Erfindung, teilweise in Blockdarstellung, teilweise im Schaltungsaufbau,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsvariante der Erfindung.

Der Einsatz der Erfindung ist nicht an die Verwendung eines bestimmten Typs von Anschlussgerät gebunden, was ihre Auslegung und Funktion anbelangt, sondern kann mit allen elektronischen Anschlussgeräten eingesetzt werden, welche Hochfrequenz-Wechselstrom der Fluoreszenz-Lampe Zuspeisen.

Die vorliegende Beschreibung erfolgt beispielsweise mit einem Anschlussgerät, welches in der finnischen Anmeldung Nr. 820 095 desselben Anmelders beschrieben ist.

Entsprechend dieser früheren Anmeldung ist eine Wechsel-stromquelle 1 vorgesehen, welche mit Hilfe einer Gleichrichteinheit la für die Anschlüsse Strom erzeugt, an Gleichstromanschlüssen + und — für eine Lampe 8. Es ist weiter ein Hoch-frequenz-Oszillator 2 vorgesehen. Die Hochfrequenzspannung am Ausgang des Oszillators 2 wird über eine Induktionsspule als Ballast 7 einer der Lampenelektroden zugeführt. Die andere Elektrode der Lampe 8 ist mittels Resonanzkapazitäten 10 und 11 sowie über Spannungsableit- und Stabilisationsdioden 23 und 24 den gegengesetzten Anschlüssen der Stromquelle zugeführt. Zusätzlich ist parallel zur Lampe 8 eine Kapazität 9 vorgesehen, welche in der Zündphase, vor dem Zünden der Lampe, in Abhängigkeit der angelegten Frequenz, den darüberlie-genden Spannungsanteil beeinflusst. Während der Zündphase der Lampe 8 bilden die Kapazitäten 10 und 11 im wesentlichen Resonanzkapazitäten in einem frei schwingenden Serie-Reso-nanzkreis, welcher im weiteren die Induktivität der Ballastwick-lung 7 umfasst.

Um die obengennanten Streifenbildungsphänome zu vermeiden, wird der Hochfrequenzstrom, der durch die Lampe 8 fliesst, erfindungsgemäss mit einer Gleichstromkomponente versehen, mittels eines Netzwerkes, das ein Serieelement umfasst, gebildet durch eine Kapazität 3 und eine Diode 4. Die Wirkung dieses Netzwerkes ist, dass die Amplitude des Stromes einer Polarität wesentlich höher wird als der andern Polarität, womit die erwähnte Gleichstromkomponente erzeugt ist. Praktische Experimente haben erstaunlicherweise aufgezeigt, dass mit Hilfe einer solchen Gleichstromkomponente die genannten Streifenbildungsphänome praktisch vollständig eliminiert werden können.

In der Ausführungsvariante gemäss Fig. 2 umfasst das Netzwerk, welches die Gleichstromkomponente erzeugt, eine Kapazität 3a, welche in Serie mit der Lampe 8 geschaltet ist, sowie eine Diode 5, einerseits auf einen Gleichstromanschluss geschaltet, andererseits auf den Verbindungspunkt der Kapazität 3a mit der Lampenelektrode. Auch in diesem Fall wird die Ampli-

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tude des die Lampe durchfliessenden Stromes einer Polarität höher als der andern.

Anstelle passiver Dioden 4, 5 und 6 ist es ebenfalls möglich, aktiv gesteuerte Schaltelemente, wie in Fig. 3 dargestellt, einzusetzen. Gemäss dieser Figur ist die Kapazität 3 durch ein Paar invers gepolter Thyristoren 4a und 4b überbrückt, welche mit Hilfe eines bistabilen Multivibrators 12 so gesteuert werden, dass sie abwechselnd während einer vorbestimmten Periode je leitend sind.

Auf diese Art und Weise kann die Polarität resp. die Richtung der Gleichstromkomponente periodisch invertiert werden, wobei die Dauer eines Zyklus, während welchem die Gleichstromkomponente einer Polarität angelegt bleibt, wesentlich 5 länger ist als die Periode des Hochfrequenz-Wechselstromes. Der Wechsel der Gleichstromkomponenten-Polarität bringt den Vorteil mit sich, dass beide Kathoden der Lampe gleichmäs-sig abgenützt werden, was die Lebensdauer der Lampe verlängert.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Hochfrequenz-Wechselstromspeisung einer Fluoreszenz-Lampe mit einem Serie-Resonanzkreis, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Hochfrequenz-Wechselstrom durch die Lampe eine Gleichstromkomponente zufügt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polarität der Gleichstromkomponente periodisch gewechselt wird, wobei die Zeitdauer der Gleichstromwechselzyklen ein Vielfaches der Hochfrequenz-Periode beträgt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Amplitude und/oder die Zeitdauer der Gleichstromkomponente in einer Polarität wesentlich grösser wählt als die in der anderen.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Hochfrequenz-Generator (2), einem Serie-Resonanzkreis aus einem Ballast-Element (7) und einem kapazitiven Element (10, 11), welchem die Lampe (8) zugeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lampe (8) eine Schaltungsanordnung (3, 4; 3a, 5, 4a, 4b) zugeschaltet ist, welche dem Hochfrequenz-Wechselstrom durch die Lampe (8) eine Gleichstromkomponente zufügt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung kapazitive Mittel (3, 3a) umfasst sowie mindestens ein Ventilelement oder gesteuertes Schaltelement (4, 5, 4a, 4b), parallel über die kapazitiven Mittel geschaltet.