Schaltungsanordnung mit einer Gasentladungslampe Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einer Gasentladungslampe mit Kaltelektroden, zur Zün dung und zum Betrieb dieser Lampe.
Gasentladungslampen benötigen im allgemeinen für die Zündung eine verhältnismässig hohe Spannung, wäh rend die Brennspannung vergleichsweise niedrig ist. Nor malerweise wird zur Speisung ein Streutransformator verwendet, dessen Sekundärwicklung die hohe Zünd- spannung liefern kann. Die Sekundärwicklung muss aber anderseits für die volle Lampenleistung bei der niedri gen Brennspannung bemessen sein. Ein solcher Trans formator ist deshalb überbemessen und ist somit auf wendig und besitzt grosse Abmessungen.
Um die Zündspannung herabzusetzen, verwendet man üblicherweise Glühelektroden. Durch besondere Massnahmen, z. B. durch Unterbrechung des die Glüh- elektroden heizenden Stromes mit Hilfe von Glimmzün- dern, ist es auch bei aus dem Netz über Vorschaltdros- seln gespeisten Gasentladungslampen möglich, einen Spannungsstoss ausreichender Höhe zu erzeugen, der die Zündung der Lampe einleitet. Die Glühelektroden sind aber empfindlich und setzen die Lebensdauer der Gasentladungslampe beträchtlich herab.
Besonders emp findlich und damit störanfällig sind auch die Glimm zünder, die innerhalb der Lebensdauer der Gasentla- dungslampen mehrfach ausgewechselt werden müssen. Nachteilig ist ausserdem das beim Einschalten der Lampe auftretende Flackern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Betriebe von Gasentladungs- lampen zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Schaltungsanordnungen vermeidet und die für Gasent- ladungslampen mit Kaltelektroden geeignet ist. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass eine für Brennspannung und Brennstrom der Lampe bemessene Speiseschaltungsanordnung und eine besondere, Hoch spannung liefernde, gegenüber ersterer leistungsschwa che Zündschaltungsanordnung vorgesehen sind. Jede Schaltungsanordnung kann dann optimal dimensioniert werden, wodurch sich ein Gerät mit vergleichsweise kleinen Abmessungen erreichen lässt.
Die Zündschaltung kann ausgangsseitig beispiels weise an besondere Zündelektroden der Lampen ange schlossen sein, so dass Speiseschaltung und Zündschal- tung sich nicht gegenseitig beeinflussen.
Vorzugsweise wird als Speiseschaltungsanordnung ein Gleichrichtergerät in Spannungsverdopplerschaltung und als Zündschaltungsanordnung ein Gleichrichterge- rät in Spannungsvervierfacherschaltung verwendet.
Da bei können Speiseschaltungsanordnung und Zündschal- tungsanordnung gemeinsam an die Hauptelektroden der Gasentladungslampe angeschlossen sein, wenn zwischen Speiseschaltungsanordnung und den Anschlüssen der Zündschaltungsanordnung an die Lampenelektroden die Zündspannung sperrende Gleichrichterdioden einge schaltet sind.
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeich nung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine aus einem Wechselstromnetz gespeiste Gasentladungslampe mit Vorschaltdrossel und Zünd- schaltungsanordnung, Fig. 2 eine aus einem Wechselstromnetz über eine Gleichrichterschaltung gespeiste Gasentladungslampe mit einer ebenfalls eine Gleichrichterschaltung enthal tenden Zündschaltungsanordnung.
In Fig. 1 sind mit 10 und 11 die Klemmen eines Wechselstromnetzes bezeichnet. 12 ist eine Gasentla- dungslampe mit den Hauptelektroden 13 und 14, die über eine Vorschaltdrosselspule 17 an die Klemmen 10 und 11 angeschlossen sind.
15 und 16 sind von den Hauptelektroden getrennte Hilfselektroden, die an den Ausgang einer Zündschal- tungsanordnung 19 angeschlossen sind. Eingangsseitig ist die Zündschaltungsanordnung 18 ebenfalls an die Klemmen 10 und 11 geführt. Diese Zündschaltungsan- ordnung 18 liefert ausgangsseitig eine für die Zündung ausreichende Hochspannung.
Durch diese Hochspan nung wird die Gasfüllung der Gasentladungslampe 12 über die Elektroden 15 und 16 so stark ionisiert, dass eine Vorentladung mit einer Stromstärke von der Grös- senordnung von 1 bis 10 mA einsetzt, wodurch die Gas füllung der Gasentladungslampe 12 so stark ionisiert wird, dass die Hauptentladung zwischen den Haupt- eiAuroden 13 und 14 mit nur geringer zeitlicher Ver zögerung einsetzt. Die Zündschaltungsanordnung 18 ist nur für sehr geringe Leistung bemessen.
Nach der Zün dung der Gasentladungslampe 12 ist die Zündschal- tungsanordnung 18 praktisch kurzgeschlossen. Die Schaltung ist aber so aufgebaut, dass eine Strombe grenzung erfolgt, so dass die sich ergebende Strom stärke vernachlässigbar klein gegenüber der Strom stärke im Hauptentladungskreis ist, so dass eine Ab schaltung der Zündschaltungsanordnung 18 nach der Zündung der Gasentladungslampe 12 nicht erforderlich ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind Ein gangsklemmen 20 und 21 vorgesehen, die an ein Wech selstromnetz mit beispielsweise 220 V angeschaltet wer den können. 22 ist die Gasentladungslampe mit den Elektroden 23 und 24.
25 ist die Speiseschaltungsanordnung, die als Gleich richter in Spannungsverdopplerschaltung ausgebildet ist. Diese Schaltungsanordnung ist ausgangsseitig über einen Vorschaltwiderstand, der vorzugsweise als Glühbirne 27 ausgebildet ist, und zwei Gleichrichterdioden 28 und 29 an die Elektroden 23 und 24 der Gasentladungsröhre 22 angeschlossen.
Diese Speiseschaltungsanordnung 25 ist so bemes sen, dass sie die für den Betrieb der Lampe notwendige Brennspannung und den notwendigen Brennstrom lie fern kann. Die beiden Kondensatoren 30 und 31 werden zweckmässigerweise so bemessen, dass sich nach der Zündung der Lampe 22 ein wellenförmiger Gleichstrom mit doppelter Netzfrequenz ergibt, dessen Tiefstwerte nahezu Null sind. Die Speiseschaltungsanodnung 25 bewirkt dann von sich aus bereits eine gewisse Stabili sierung der Entladung. Es braucht dann der Vorschalt- widerstand 27 nur verhältnismässig klein bemessen zu werden, und es ergibt sich ein optimaler Wirkungs grad, so dass die Schaltungsanordnung 25 sehr klein be messen werden kann.
Mit 26 ist die Zündschaltungsanordnung bezeichnet; sie ist als Gleichrichter in Spannungsvervierfacherschal- tung ausgebildet, d. h. die Schaltung liefert bei einer Ein gangswechselspannung von 220 V ausgangsseitig eine Gleichspannung von 4 X 220 v2 = 1248 V.
In der Zuleitung zu der Lampenelektrode 23 ist ein Hochohm widerstand 32 vorgesehen, welcher eine Spannungsbe grenzung bewirkt, so dass auch nach der Zündung der Lampe 22 die Zündschaltungsanordnung 26 einge schaltet bleiben kann. Duch die in der Zuleitung der Speiseschaltungsanordnung 25 zu den Lampenelektro- den 23 und 24 angeordneten Gleichrichterdioden 28 und 29, die von der Zündspannung in Sperrichtung be- aufschlagt werden, wird ein Kurzschluss der Zündspan- nung über die Speiseschaltungsanordnung 25 verhindert.
Als Elektroden 13 und 14 bzw. 23 und 24 werden vorzugsweise Kaltelektroden verwendet, die so ausge bildet sein können, dass sie sich im Betrieb selbst auf heizen. Es sind aber auch Kaltelektroden ohne Aufheiz- wirkung anwendbar.
Die in Fig. 2 gezeigten Gleichrichterdioden 28 und 29 müssen natürlich für den vollen Lampenstrom und für die Differenzspannung zwischen Zündschaltungsan- ordnung 26 und Speiseschaltungsanordnung 25 dimen sioniert sein.
Die Zündschaltungsanordnung 26 ist vorzugsweise ebenso wie die Speiseschaltungsanordnung 25 so be messen, dass sie Stromimpulse doppelter Netzfrequenz liefert, damit ein Flackern nicht auftritt. Die Schaltungs anordnung bewirkt dann auch von sich aus eine gewisse Strombegrenzung.
Circuit arrangement with a gas discharge lamp The invention relates to a circuit arrangement with a gas discharge lamp with cold electrodes, for ignition and operation of this lamp.
Gas discharge lamps generally require a relatively high voltage for ignition, while the operating voltage is comparatively low. Normally, a scatter transformer is used for the supply, the secondary winding of which can supply the high ignition voltage. On the other hand, however, the secondary winding must be dimensioned for the full lamp output at the low operating voltage. Such a transformer is therefore oversized and is therefore agile and has large dimensions.
Glow electrodes are usually used to reduce the ignition voltage. Through special measures, e.g. For example, by interrupting the current that heats the glow electrodes with the help of glow igniters, it is also possible to generate a voltage surge of sufficient magnitude with gas discharge lamps fed from the mains via ballast chokes, which initiates the ignition of the lamp. The glow electrodes are sensitive and reduce the service life of the gas discharge lamp considerably.
Glow igniters, which have to be replaced several times within the life of the gas discharge lamp, are particularly sensitive and therefore prone to failure. Another disadvantage is the flickering that occurs when the lamp is switched on.
The invention is based on the object of creating a circuit arrangement for operating gas discharge lamps which avoids the disadvantages of the known circuit arrangements and which is suitable for gas discharge lamps with cold electrodes. According to the invention, this is achieved in that a supply circuit arrangement which is dimensioned for the running voltage and running current of the lamp and a special ignition circuit arrangement which supplies high voltage and which is less powerfull than the former are provided. Each circuit arrangement can then be optimally dimensioned, whereby a device with comparatively small dimensions can be achieved.
On the output side, the ignition circuit can, for example, be connected to special ignition electrodes of the lamps, so that the feed circuit and ignition circuit do not influence one another.
A rectifier device in a voltage doubler circuit is preferably used as the supply circuit arrangement and a rectifier device in a voltage quadruple circuit is used as the ignition circuit arrangement.
In this case, the feed circuit arrangement and ignition circuit arrangement can be connected together to the main electrodes of the gas discharge lamp if rectifier diodes blocking the ignition voltage are connected between the feed circuit arrangement and the connections of the ignition circuit arrangement to the lamp electrodes.
The invention is explained in more detail below with reference to the undersigned voltage of two exemplary embodiments. The drawings show: FIG. 1 a gas discharge lamp fed from an alternating current network with a series choke and ignition circuit arrangement, FIG. 2 a gas discharge lamp fed from an alternating current network via a rectifier circuit with an ignition circuit arrangement likewise containing a rectifier circuit.
In Fig. 1, 10 and 11, the terminals of an alternating current network are designated. 12 is a gas discharge lamp with main electrodes 13 and 14 which are connected to terminals 10 and 11 via a series choke coil 17.
15 and 16 are auxiliary electrodes which are separate from the main electrodes and which are connected to the output of an ignition circuit arrangement 19. On the input side, the ignition circuit arrangement 18 is also connected to the terminals 10 and 11. This ignition circuit arrangement 18 supplies a high voltage sufficient for ignition on the output side.
As a result of this high voltage, the gas filling of the gas discharge lamp 12 is ionized so strongly via the electrodes 15 and 16 that a pre-discharge with a current strength of the order of magnitude of 1 to 10 mA begins, whereby the gas filling of the gas discharge lamp 12 is ionized so strongly that the main discharge between the main eggAurodes 13 and 14 begins with only a slight time delay. The ignition circuit arrangement 18 is only rated for very low power.
After the ignition of the gas discharge lamp 12, the ignition circuit arrangement 18 is practically short-circuited. However, the circuit is designed in such a way that the current is limited, so that the resulting current strength is negligibly small compared to the current strength in the main discharge circuit, so that switching off the ignition circuit arrangement 18 after the gas discharge lamp 12 has been ignited is not necessary.
In the embodiment of FIG. 2, A input terminals 20 and 21 are provided, which can be switched to a Wech selstromnetz with 220 V, for example. 22 is the gas discharge lamp with electrodes 23 and 24.
25 is the feed circuit arrangement, which is designed as a rectifier in a voltage doubler circuit. On the output side, this circuit arrangement is connected to electrodes 23 and 24 of gas discharge tube 22 via a series resistor, which is preferably designed as a light bulb 27, and two rectifier diodes 28 and 29.
This feed circuit arrangement 25 is dimensioned so that it can deliver the operating voltage and the necessary operating current required for operating the lamp. The two capacitors 30 and 31 are expediently dimensioned in such a way that, after the lamp 22 has been ignited, a wave-like direct current with twice the mains frequency results, the lowest values of which are almost zero. The feed circuit arrangement 25 then already brings about a certain stabilization of the discharge. The series resistor 27 then only needs to be dimensioned to be relatively small, and an optimal degree of efficiency results, so that the circuit arrangement 25 can be dimensioned to be very small.
At 26 the ignition circuit arrangement is designated; it is designed as a rectifier in a voltage quadruple circuit, d. H. With an AC input voltage of 220 V, the circuit supplies a DC voltage of 4 X 220 v2 = 1248 V on the output side.
In the lead to the lamp electrode 23, a high-ohm resistor 32 is provided which causes a voltage limitation so that the ignition circuit arrangement 26 can remain switched on even after the lamp 22 has been ignited. The rectifier diodes 28 and 29, which are arranged in the supply line of the supply circuit arrangement 25 to the lamp electrodes 23 and 24 and are acted upon by the ignition voltage in the reverse direction, prevent a short circuit of the ignition voltage via the supply circuit arrangement 25.
As electrodes 13 and 14 or 23 and 24, cold electrodes are preferably used, which can be formed in such a way that they heat themselves up during operation. However, cold electrodes without a heating effect can also be used.
The rectifier diodes 28 and 29 shown in FIG. 2 must of course be dimensioned for the full lamp current and for the differential voltage between the ignition circuit arrangement 26 and the supply circuit arrangement 25.
The ignition circuit arrangement 26, like the feed circuit arrangement 25, is preferably measured in such a way that it supplies current pulses of twice the mains frequency so that flickering does not occur. The circuit arrangement then also causes a certain current limitation of its own.