DE3201575C2

DE3201575C2 - Beleuchtungsanordnung mit einer Hochdruckgasentladungslampe und einer Glühlampe

Info

Publication number: DE3201575C2
Application number: DE3201575A
Authority: DE
Inventors: Béla Dr. Budapest Kerekes
Original assignee: Tungsram Rt
Current assignee: Tungsram Rt
Priority date: 1981-02-06
Filing date: 1982-01-15
Publication date: 1987-01-22
Also published as: CS58482A2; DD209045A5; GB2092843A; ES508722A0; NL8200428A; FR2499810A1; BE891978A; IT8247663A0; IT1149325B; HU183313B; GB2092843B; JPS57147863A; SE8200077L; DE3201575A1; AU531488B2; US4560906A; ES8307434A1; AU7913781A; FR2499810B3; ATA565481A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem und eine elektrische Beleuchtungseinheit mit wenigstens einer Hochdruck-Gasentladungslampe und mit wenigstens einer Glühlampe, wobei das Entladungsgefäß der Gasentladungslampe und der Glühlampenkörper, insbesondere die Glühwendel gegebenenfalls in einem einzigen lichtdurchlässigen äußeren Glaskolben angeordnet ist, der einen von der äußeren Umgebung hermetisch abgedichteten Vakuum- oder Gasraum einschließt, wobei in einer Reiheschaltung wenigstens eine Gasentladungslampe oder ein Entladungsgefäß, ein strombegrenzender Vorsatz, wenigstens eine Glühlampe oder ein Glühkörper und ein steuerbares Unterbrechungselement angeordnet sind und das Unterbrechungselement über einen Steuerstromkreis verfügt. Das Wesen des Systems besteht darin, daß als Steuerstromkreis des Unterbrechungselementes eine Schaltungsanordnung, die eine Äquivalenzfunktion mit zwei Veränderlichen realisiert, vorgesehen ist, daß ein Ausgang des Äquivalenz-Stromkreises mit dem Glühkörper, der mit dem letzteren in Reihe geschaltet ist, an den Steuereingang des Unterbrechungselementes angeschlossen ist, wobei die Eingänge an den Teilerabzweigungen eines Spannungsteilersystems angeschlossen sind, die zwischen die Pole des Entladungsgefäßes eingefügt sind, und daß Teilerzweige vorhanden sind, deren Zahl mit denjenigen der Eingänge des Äquivalenz-Stromkreises übereinstimmt. Die Beleuchtungseinheit ist derart aufgebaut, daß ein Entladungsgefäß und ein Glühkörper vorgesehen ..

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung mit einer Hochdruckgasentladungslampe, die über einen strombegrenzenden Vorsatz an zwei Netzspannungsklemmen angeschlossen ist, mit einer Glühlampe, die über einen Triac ebenfalls an die Netzspannungsklemmen angeschlossen ist, und mit einem Steuerstromkreis für den Triac, der den Triac zündet, wenn die Spannung an der Entladungslampe etwa gleich der Netzspannung oder kleiner als die konstante Brennspannung (Betriebsspannung) der Entladungslampe ist.
Eine Beleuchtungsanordnung dieser Art ist durch die CH-PS 4 43 305 bekannt. Nachteil dieser Anordnung ist die Notwendigkeit der Anwendung von Kondensatoren hoher Kapazität zur Erzeugung eines phasenabhängigen Steuersignals. Der Platzbedarf der Kondensatoren ist so hoch, daß sie nicht in einem mit der Lampe eine Einheit bildenden Vorschaltgerät untergebracht werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der bekannten Beleuchtungsanordnung mit einer Hochdruckgasentladungslampe und einer Glühlampe den Steuerstromkreis für den mit der Glühlampe in Reihe geschalteten Triac so auszubilden, daß dieser ohne Kondensatoren, die einen großen Platzbedarf haben, auskommt, so daß die gesamte Anordnung einen kompakten Aufbau erhält und wie eine übliche Glühlampe in eine herkömmliche Schraubfassung einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes geht aus den Unteransprüchen hervor.
Der im Anspruch 3 angegebene mechanische Aufbau der Beleuchtungsanordnung, wonach die Entladungslampe und der Glühfaden der Glühlampe in einem Glaskolben angeordnet und die übrigen Teile der Anordnung in einer mit dem Glaskolben verbundenen Schutzhülle untergebracht sind und an der Schutzhülle ein Lampensockel angebracht ist, ist an sich durch die GB-OS 20 16 828 bekannt und dort auf Seite 2, Zeilen 82-90 beschrieben.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil liegt im kompakten Aufbau der Anordnung, die somit wie eine herkömmliche Glühlampe in eine Schraubfassung ansetzbar ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Schaltung einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung,
Fig. 2 in einem Diagramm die Lichtleistung des Glühkörpers in Funktion der Brennspannung des Entladungsgefäßes, und
Fig. 3 die Beleuchtungsanordnung gemäß Fig. 1 in einer einzigen Baueinheit realisiert, d. h. in Form einer elektrischen Beleuchtungseinheit kompakten Aufbaus, in vereinfachter Schnittdarstellung.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein Entladungsgefäß 12 einer Hochdruckgasentladungslampe über einen strombegrenzenden Vorsatz 3 und einen Netzschalter 2 an ein Netz 1 geschaltet. Ein Glühfaden 4 einer Glühlampe ist über einen Triac 5 und den Netzschalter 2 an das Netz 1 angeschlossen. Der Triac 5 ist über eine Äquivalenzschaltung 6 mit zwei Eingängen gesteuert, die an die Teilerabzweigungen je eines Spannungsteilerzweiges eines Spannungsteilersystems 11 angeschlossen sind. Einen Teilerzweig bilden Widerstände 7 und 9, den anderen bilden Widerstände 8 und 10, wobei der Stromzweig aus den Widerständen 8 und 10 Widerstände mit linearer Charakteristik aufweist, und in anderem Stromzweig ein Widerstand 7 in Form eines VDR-Widerstandes mit spannungsabhängiger Charakteristik enthalten ist.
Die Arbeitsweise der Beleuchtungsanordnung dieses Ausführungsbeispiels ist folgende: Für den Ausgang der Äquivalenzschaltung 6 wird derjenige Zustand, bei welchem der Triac 5 schließt, d. h. der Glühfaden 4 unter Spannung ist und leuchtet, durch "I" bezeichnet. Durch "0" ist der Zustand bezeichnet, wenn der Triac 5 unterbrochen hat, d. h. der Glühfaden 4 stromlos ist. Die logischen Zustände an den Eingängen der Äquivalenzschaltung 6 werden ebenfalls mit "I" und "0" bezeichnet. Der lineare Teilerzweig des Spannungsteilersystems mit Widerständen 8, 10 ist derart bemessen, daß an den entsprechenden Eingang der Äquivalenzschaltung 6 unterhalb eines Schwellenwertes, der niedriger als die Betriebsspannung der Entladungslampe 12 liegt, der Wert "0" gegeben wird, oberhalb dieses Schwellenwerts aber der Wert "I" erscheint. Die Einstellung des den spannungsabhängigen Widerstand 7 enthaltenen Teilerzweiges ist so bemessen, daß an dem entsprechenden Eingang der Äquivalenzschaltung 6 bis zu einem Schwellenwert, der unterhalb der Netzspannung und oberhalb der konstanten Brennspannung der Entladungslampe liegt, ein "0" Pegel, über diesem Schwellenwert, aber der Wert "I" erscheint. (An dieser Stelle ist daran zu erinnern, daß, wenn die Entladungslampe 12 nicht brennt, an ihren Enden die Netzspannung besteht).
Aufgrund der obigen Erläuterungen ist erkennbar, daß die logischen Pegel an den beiden Eingängen der Äquivalenzschaltung 6 nur in zwei Fällen identisch sind. Wenn die Brennspannung der Entladungslampe 12 ihren konstanten Wert noch nicht erreicht hat, so liegt an beiden Eingängen der logische Pegel "0". Im Falle, daß die Entladungslampe 12 aus ist, ist an beiden Eingängen der logischen Pegel "I" vorhanden. Als Ergebnis der an sich bekannten logischen Funktion der Äquivalenzschaltung 6 sperrt in beiden Fällen der Triac 5 , so daß über den Glühfaden 4 Strom fließt, und er leuchtet. Im Falle, daß die Entladungslampe 12 an konstant gewordener Brennspannung in Betrieb ist, sind die logischen Pegel der Eingänge verschieden. Im vorliegenden Fall besteht der logische Pegel "I" an dem Eingang des linearen Stromzweiges, der logische Pegel "0" am spannungsabhängigen Teilerzweig, wobei über den Glühfaden 4 kein Strom fließen kann, da der Triac 5 in offener Stellung ist.
Fig. 2 zeigt eine typische Regelungsablaufkurve in einem Diagramm, in dem die Lichtstärke des Glühfadens 4 in Funktion der Brennspannung der Entladungslampe 12 aufgenommen wurde. Die charakteristischen Spannungswerte bzw. Schwellenspannungen werden nachstehend erläutert:
U 4 wird als Netzspannung angenommen, die im dargestellten Beispiel 220 V betragen soll. Wenn mit einer solchen Netzspannung z. B. die Entladungslampe 12 einer Hochdruck-Natriumdampflampe gespeist wird, so ist die Brennspannung dieser Lampe im Moment der Einschaltung sofort ca. 30 Volt. Im Laufe der Aufwärmung steigt die Brennspannung kontinuierlich, aber bedeutendes Licht wird nur dann abgestrahlt, wenn die Brennspannung z. B. den Wert von 50 Volt erreicht hat. Es ist also zweckmäßig, die Lichtstärke des Glühfadens 4 von diesem Moment an abnehmen zu lassen. Dieser charakteristische Brennspannungsschwellenwert ist mit U 1 bezeichnet. Von diesem Punkt an steigt die Lichtstärke der Entladungslampe 12 sehr steil an, bis diese den konstanten Betriebsspannungswert (ca. 100 Volt) erreicht. Dieser Wert ist mit U 2 bezeichnet. Bei diesem Schwellenwert ist der über den Glühfaden 4 fließende Strom auszuschalten. Die Brennspannung einer modernen Hochdruck-Natriumdampflampe überschreitet den Wert von 160 Volt bei einer Netzspannung von 220 Volt nicht. Falls der Schwellenwert I am Eingang der Äquivalenzschaltung, der mit dem spannungsabhängigen Teilerzweig verbunden ist, auf einen höheren Spannungswert U 3 als 160 Volt eingestellt wird, ist erreichbar, daß über den Glühfaden 4 ein Strom nur dann fließen kann, wenn die Entladungslampe 12 schon oder noch nicht brennt.
Fig. 3 zeigt eine kompakte Ausführungsform der Beleuchtungsanordnung und zwar in Form einer Beleuchtungseinheit, die gleiche Abmessungen wie allgemein übliche Glühlampen hat und gegen solche ohne jegliche Hilfsmittel und Maßnahmen austauschbar ist. In dem Kolben 13 sind der Glühfaden 4 und die Entladungslampe 12 einer Hochdruck-Natriumdampflampe angeordnet, die mittels aus Metall hergestellter Halter 16, 17, 18 und 19, die gegenüber dem Glaskolben 13 über eine Metall-Glas-Verbindung hermetisch abgedichtet sind, gehalten werden. Der Glaskolben 13 ist ein herkömmlicher Glühlampenkolben, wobei seine Abmessungen und seine Form, wie auch die Gestaltung dieses Kolbens den herkömmlichen Parametern von Glühlampen entspricht. Um den Halsteil des Glaskolbens 13 ist ein an diesen Halsteil anpaßbarer, ggf. eine torroidförmige Induktionsspule enthaltender (eine induktive Impedenz realisierender) drehkörperförmiger Vorsatz 3 angeordnet, den zwecks Berührungsschutzes eine aus isolierendem Material hergestellte Schutzhülle 21 umgibt. In der Schutzhülle 21 sind unterhalb der Spule der Triac 5 und die Äquivalenzschaltung 6, sowie der im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnte funktionelle Steuerstromkreis angeordnet, der das Spannungsteilersystem 1 enthält und der zweckmäßigerweise aus einem integrierten Stromkreis aufgebaut ist. Die Schutzhülle 21 ist unten an einem herkömmlichen Lampensockel befestigt, dessen an sich bekannte Anschlüsse 23, 24 die Netzanschlußausführungen der Lampe sind. Die in Fig. 3 gezeigte sogen. "räumliche" innere Verbindung der Schaltung entspricht der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1.

Claims

1. Beleuchtungsanordnung mit einer Hochdruckgasentladungslampe, die über einen strombegrenzenden Vorsatz an zwei Netzspannungsklemmen angeschlossen ist, mit einer Glühlampe, die über einen Triac ebenfalls an die Netzspannungsklemmen angeschlossen ist, und mit einem Steuerstromkreis für den Triac, der den Triac zündet, wenn die Spannung an der Entladungslampe etwa gleich der Netzspannung oder kleiner als die konstante Brennspannung (Betriebsspannung) der Entladungslampe ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerstromkreis zwei parallel zur Entladungslampe (12) geschaltete Spannungsteilerzweige und eine Äquivalenzschaltung (6) mit zwei Eingängen aufweist, daß die Eingänge der Äquivalenzschaltung (6) an die Spannungsteilerzweige angeschlossen sind und der Ausgang der Äquivalenzschaltung (6) den Triac (5) steuert, daß der eine Spannungsteilerzweig aus Widerständen (8, 10) mit linearer Charakteristik besteht und der andere Spannungsteilerzweig einen Widerstand (7) mit spannungsabhängiger Charakteristik aufweist, daß der lineare Spannungsteilerzweig (8, 10) unterhalb eines Schwellenwertes, der niedriger als die konstante Brennspannung der Entladungslampe (12) ist, den Wert "0" und oberhalb dieses Schwellenwertes den Wert "1" an die einen Eingang der Äquivalenzschaltung (6) liefert, und daß der nichtlineare Spannungsteilerzweig (7, 9) bis zu einem Schwellenwert, der unterhalb der Netzspannung und oberhalb der konstanten Brennspannung der Entladungslampe (12) liegt, den Wert "0" und darüber den Wert "1" an den anderen Eingang der Äquivalenzschaltung (6) liefert.

2. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (7) mit spannungsabhängiger Charakteristik ein VDR-Widerstand ist.

3. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungslampe (12) und der Glühfaden der Glühlampe in einem Glaskolben (13) angeordnet sind, daß die übrigen Teile der Anordnung in einer mit dem Glaskolben verbundenen Schutzhülle untergebracht sind und daß an der Schutzhülle ein Lampensockel angebracht ist.