DD207446A1 - Vorschaltgeraet/ leuchtstofflampen - Google Patents

Abstract

Das Hauptanwendungsgebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, ist die Beleuchtungstechnik. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Vorschaltgeraet fuer Leuchtstofflampen zu schaffen, welches ueber Gebrauchswerteigenschaften verfuegt sowie eine oekonomischere Produktion und eine Einsparung von Elektroenergie ermoeglicht. Die erforderlichen Eigenschaften: Spannungsueberhoehung zur Zuendung der Lampe sowie Strombegrenzung nach erfolgter Zuendung werden durch eine kombinierte Gleichrichter- und Spannungsverdopplerschaltung realisiert. Siehe Fig.1. Hierbei werden zu zwei in Reihe geschalteter Dioden einer Graetzschaltung jeweils 1 Kondensator parallel geschaltet. Die Reihenschaltung der Kondensatoren bewirkt die fuer die Zuendspannung erforderliche Spannungsverdopplung. Nach erfolgter Zuendung bricht die Gleichspannung an der Leuchtstoffroehre auf den durch die Graetzschaltung und den strombegrenzenden Vorschaltkondensator zusammen. Die moeglichen Anwendungsgebiete der Erfindung sind die Beleuchtungs- und Stromversorgungstechnik.

Description

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a) Titel der Erfindung Vorschaltgerät / Leuchtstofflampen

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung fällt in den Bereich der Beleuchtungstechnik« Es handelt sich um ein neuartiges Vorschaltgerät für Leuchtstofflampen.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösung

Da Leuchtstofflampen eine fallende Strom-Spannungskennlinie aufweisen, sind für ihren Betrieb Vorschaltgeräte erforderlich·

Diese bestehen gegenwärtig üblicherweise aus einer Eisei drossel und einem Glimmzünder.

Durch die Eisendrossel ist einerseits eine Strombegrenzung während des Betriebes gewährleistet, andererseits wird in ihr in Verbindung mit dem Glimmzünder die zur Zündung der Leuchtstoffröhre erforderliche hohe Induktionsspannung bereitgestellt.

Der Glimmzünder, der nach dem Einschalten die volle Spai nung erhält, leuchtet auf und erwärmt sich, so daß sein« Bimetallelektrode die Entladings strecke kurzschließt unc somit die Leuchtstofflampenelektrode»kurzschließt« Dadurch werden die Glühelektroden der Leuchtstoffröhre ve] geheizt«

Die nach rascher Abkühlung in die Ruhelage zurückgehend! Bimetallelektrode öffnet den Stromkreis Glimmzünder Lampenelektroden- Drossel und führt damit einen Spannung

stoß der Drossel herbei, so daß die Lampe zündet und aufleuchtet· Bei dieser Gasentladung, die eine niedrige Brennspannung aufweist, entsteht überwiegend UV-Strahlung, die den Leuchtstoff der Röhre anregt und so "sichtbares Licht" austreten läßt·

'Es handelt sich hierbei um eine unselbständige Gasentladung, da äußere Energie (Glühelektroden) zugeführt werden muß·

Quellen: Priedrich-Tabellenbücher Elektrotechnik Herausgeber: Obering· Adolf Teml "TEB Fachbuchverlag Leipzig

Taschenbuch Elektrotechnik / Band I Herausgeber: E· Philippow YSB Verlag Technik Berlin

Brockhaus: Elektronik Brockhaus: Elektrotechnik

d) Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein neues Vorschaltgerät für •Leuchtstofflampen zu schaffen, bei dem die Nachteile des bisher üblichen Gerätes beseitigt sind, sowie eine ökonomischere Produktion, Verbesserung der NSW-Exportbilanz und eine Einsparung von Elektroenergie möglich ist. "

Vergleich:

herkömmliches Vorschaltgerät . neues Vorschaltgerät

relativ hoher Stromverbrauch Einsparung von mehr durch Drossel und Glüh- . als 10 % Elektroelektroden energie

elektrische Störstrahlung entfällt

und Hetzbrummen durch Drossel

bedingt

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herkömmliches Vorschaltgerät neues Vorschaltgerät

Flimmern der Leuchtstoffröhre mit Netzfrequenz (Unfallgefahr bei rotierenden Teilen durch Stroboskopwirkung)

lange Dunkelphase nach Einschaltung, bedingt durch unselbständige Gasentladung

Die Herstellung von Drossel und Glimmzünder ist aufwendig und kostet Devisen

Der Glimmzünder als elektromechanisches Bauelement ist das anfälligste Glied der Lampe

2 intakte Glühelektroden mit guter Kontaktgabe sind erforderlich

(unselbständige Gasentladung) Brennt eine Glühelektrode durch, bedeutet das Totalausfall der Leuchtstoffröhre

Das hohe Gewicht der Drossel zwingt zu einer aufwendigen Lampenhalterung

kein Flimmern, da Gleich strombetrieb

schlägartige Zündung und Lichtabgabe durch selbständige Gasentladung

Halbleiter werden immer billiger; Cu kann eingespart werden· Verbesseruder USW- und SW-Exportbilanz

er entfällt

Auf Grund der selbständi gen Gasentladung entfäll' die Notwendigkeit der Glühelektroden, bzw. kön nen Leuchtstoffröhren mi defekten Glühelektroden noch Verwendung finden

Das neue Vorschaltgerät wiegt nur noch ca· 20 % der herkömmlichen Variante und ermöglicht ökonomischere Aufhängung; Varianten

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e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Das der Erfindung zugrunde liegende Vorschaltgerät gestattet, die Leuchtstoffröhren auf eine andere physikalische Art und Weise zu zünden und zu betreiben als bisher üblich«

Bei der herkömmlichen Lösung wird als Zündart die unselbständige Gasentladung angewandt, die eine zusätzliche Energiezufuhr erfordert· Die unselbständige Gasentladung koimnt mit einer relativ kurzzeitigen Zündspannung aus· Dieser Vorteil wird mit der zusätzlichen Energiezufuhr (bedingt durch die Heizleistung der Glühelektroden) erkauft. Die notwendige Zündspannung läßt sich durch elektromechanisches Abschalten der Drosselspule (Entstehung einer Induktionsspannung) relativ einfach mit Hilfe des Glimmzünders erzeugen·

Die technischen Ursachen für die Mängel der bekannten Lösung resultieren aus den Bauelementen Drossel, Glimmzünder j Glühelektroden, die der gebräuchlichen Zündart, der unselbständigen Gasentladung, nahe liegen·

Die ständig mit Wechselstrom durchflossene Spule weist relativ hohe Verluste auf· Diese sind bedingt durch die entstehende Wärme, die bei jedem stromdurchflossenen Leiter auftritt, sowie durch die im Eisen auftretenden Wirbelstromverluste, die sich ebenfalls als Wärme negativ bemerkbar machen« Eine wesentliche Verbesserung der Eisendrosseln ist ohne Einsatz einer ertrem aufwendigen und komplizierten Technik (Supraleitung) nicht in Sicht· Das sporadische Kurzschließen der Entladungsstrecke durch den Glimmzünder sowie der Wechselstrombetrieb der Lampe sind Ursache für elektromagnetische Störungen, das "Netzbrummen" der Drossel sowie das Flimmern der Lampe mit letzfrequenz·

Der h©he Vorheizstrom ist Ursache für die kurze Lebensdauer des Glimmzünders sowie der Glühelektroden· Oftmals ist ein mehrfaches Vorglühen bis zur endgültigen Zündung erforderlich, so daß die zwangsläufig bedingte Dunkelphase noch verlängert wird·

Das technisch bedingte hohe Gewicht der Drosselspule resultiert aus dem notwendigen Eisenkern·

Die genannten Nachteile sowie ökonomische Gründe (u«a· Ansteigen des Kupferpreises, fallende Kosten bei der Halbleiterproduktion) drängen zu einer neuen Lösung·

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein nei artiges Vorschaltgerät, das für den Betrieb der Leuchtstofflampe einen Gleichstrom zur Verfugung stellt und dessen Zündwirkung auf der selbständigen Gasentladung beruht, d_#h· die zur Existenz nötigen Träger werden von de: Gasentladung selbst gebildet· Erfindungsgemäß wird dieses Problem der Zündung gelöst dureh Kaltkatodenentladung mittels Spannungsüberhöhung.

Die beiden Grundforderungen, die an jedes Vorschaltgerät gestellt sind - Zündung der Gasentladungsstrecke und anschließende Strombegrenzung werden durch eine kombinierte Gleichrichter- und Spannungsverdopplerschaltung mit vorgeschaltetem Kondensator realisiert· Die Dioden D^, D₂» Do, D₂^ bilden eine Zweiweg-Gleichrichterschaltung, die mit der Spannungsverdopplerschaltung bestehend aus den Bioden Dg» D^ und den Kondensatoren Cp» C-3 kombiniert ist· Der Kondensator G^ dient als kapazitiver Blindwiderstand der Strombegrenzung und kann bei einer Blindleistungskompensation vorteilhaft berücksichtigt werden· Mit C^ kann die Schaltung jeder Leuchtstoffröhre optimal angepaßt bzw· deren Helligkeit beeinflußt werden·

Unmittelbar nach dem Einschalten laden sich die Kondensatoren Co and Co jeweils auf y2 · U» auf, so daß sich durch ihre Reihenschaltung eine Leerlaufspannung von 2 fzt U«. ergibt, welche für die Zündung ausreichend ist·

Nach erfolgter Zündung fällt die Leerlaufgleichspannung auf den Wert der Betriebsspannung der Leuchtstofflampe ab und durch die Gasentladung wird der Leuchtstoff angeregt, um sichtbares Licht abzugeben.

Claims (1)

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   Erfindungs ans pruch

   Das Vorschaltgerät (ftir Leuchtstofflampen) ist gekennzeichnet dadurch, daß es über zwei lingangsklemmen zum Anlegen einer Wechselspannung, zwei Ausgangsklemmen zum Abnehmen einer Gleichspannung, sowie elektronischen Bauelementen, die dazu dienen, die Gleichspannung den jeweiligen Betriebsbedingungen der Leuchtstoffröhre anzupassen, verfügt·

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