EP0055995A1 - Low-pressure discharge lamp starting and operating circuit using a DC source - Google Patents

Low-pressure discharge lamp starting and operating circuit using a DC source Download PDF

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EP0055995A1
EP0055995A1 EP82200006A EP82200006A EP0055995A1 EP 0055995 A1 EP0055995 A1 EP 0055995A1 EP 82200006 A EP82200006 A EP 82200006A EP 82200006 A EP82200006 A EP 82200006A EP 0055995 A1 EP0055995 A1 EP 0055995A1
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voltage
lamp
switching element
circuit arrangement
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Gerd Dr. Schiefer
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Philips Patentverwaltung GmbH
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Koninklijke Philips Electronics NV
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
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    • H—ELECTRICITY
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    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/16—Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies
    • H05B41/18—Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having a starting switch

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for igniting and operating a low-pressure discharge lamp provided with two electrodes, at least one of which can be preheated, from a direct current source, in which an electronic switching element lying parallel to the lamp and in series with the preheatable electrode (cathode) is reached after it has been reached the ignition temperature of the preheated electrode is switched to its non-conductive state, whereby the heating circuit is interrupted and the full DC voltage is applied to the lamp.
  • the invention is therefore based on the object to provide a circuit arrangement for igniting and operating a low-pressure discharge lamp in which the preheatable electrode can be quickly heated to the predetermined ignition temperature, but shortly before the lamp is ignited, the heating process of this electrode is ended and during the operation of the Lamp also does not start again.
  • unnecessary losses in the heating circuit are to be avoided and, moreover, it is to be ensured that further ignition attempts are made automatically when the lamp is not ignited.
  • the direct current source generates a pulsating direct current and the electronic switching element is switched by a Schmitt trigger which is controlled as a function of the temperature of the preheated electrode and which supplies its supply voltage via a parallel to the preheatable Electrode arranged peak voltage memory, consisting of the series connection of a diode and a charging capacitor, from which the voltage drop across the preheated electrode relates.
  • the peak voltage storage consisting of a diode and a charging capacitor, is provided at the input of the Schmitt trigger.
  • a preferred embodiment of the circuit arrangement according to the invention is characterized in that the control electrode of the electronic switching element via a voltage divider both with the anode of the discharge lamp and with the output of the Schmitt trigger is connected, which is driven by the voltage from the voltage drop across the preheated electrode via a voltage divider consisting of a Zener diode and a resistor and which is parallel to the charging capacitor.
  • the preferred circuit arrangement manages with a relatively small charging capacitor if, according to a development according to the invention, the voltage divider connected to the control electrode of the electronic switching element has a field-effect transistor on the side of the Schmitt trigger, which is caused by the voltage at the output of the Schmitt trigger is controlled.
  • the voltage divider connected to the control electrode of the electronic switching element has a zener diode on the lamp anode side.
  • Schmitt triggers that are coupled back through a resistor are provided.
  • This embodiment is advantageous if individual commercially available Schmitt triggers have too low a hysteresis, as a result of which the difference in control voltages between the breakdown points has become too small for the application in question.
  • Operation with pulsating direct current has the advantage that a thyristor can be used as an electronic switching element.
  • a high-voltage field-effect transistor can be used as a switching element.
  • ballast 5 consists of an ohmic resistor, but preferably an electronic switched-mode power supply, as described, for example, in US Pat. No. 3,890,537.
  • the discharge lamp has a preheatable electrode 6 (cathode) and a non-preheatable counter electrode 7 (anode).
  • a thyristor 8 Parallel to the lamp 4 and in series with the lamp cathode 6 is a thyristor 8, the control electrode 9 of which is connected via a voltage divider consisting of two resistors 10 and 11 both to the anode 7 of the discharge lamp 4 and to the output 12 of a Schmitt trigger 13 .
  • the Schmitt trigger 13 draws its supply voltage via a peak voltage memory arranged in parallel to the lamp cathode 6, consisting of the series connection of a diode 14 and a charging capacitor 15, from the voltage drop across the preheated cathode 6.
  • the Schmitt trigger 13 is of the same voltage via a parallel to the charging capacitor 15, consisting of a Zener diode 16 and a resistor 17, a voltage divider, the center tap of which is connected to the input 18 of the Schmitt trigger 13.
  • the circuit arrangement according to FIG. 2 is constructed similarly to that according to FIG. 1 and essentially works in the same way. Since commercially available Schmitt triggers (eg Valvo HEF 4093) often only have a low hysteresis, ie that the difference between the control voltages between the tipping points is relatively small, two are negative-coupled in the circuit arrangement according to FIG. 2 by a resistor 21 Schmitt triggers 13a and 13b are provided.
  • Schmitt triggers eg Valvo HEF 4093
  • the charging capacitor 15 in the arrangement according to FIG. 1 must be relatively large so that it is not discharged too quickly by the control current of the thyristor 8. This would lead to undesired re-ignition of the thyristor 8 after the preheating has ended before the lamp 4 itself has ignited.
  • the arrangement according to FIG. 2 manages with a much smaller charging capacitor 15 if the resistor 11 is replaced by a field effect transistor 22 (n-channel enhancement MOSFET) and the diode 14 is moved to the positive end of the lamp cathode 6.
  • the field effect transistor 22 is controlled by the voltage at the output 12 of the Schmitt triggers 13a and 13b.
  • control electrode 9 of the thyristor 8 is connected via the limiting resistor 23 and the field-effect transistor 22 directly to the negative side of the rectifier bridge 3 after the preheating has ended, without the charging capacitor 15 having to supply the control current for the thyristor 8 which may still be flowing .
  • the resistor 10 of the voltage divider 10, 11 or 10, 22 connected to the control electrode 9 of the thyristor 8 can be replaced by a zener diode, the zener voltage of which is somewhat higher than the operating voltage the lamp 4. This provides additional security against undesired re-ignition of the thyristor 8, since after the lamp 4 has been ignited, a positive voltage can no longer reach the control electrode 9 of the thyristor 8.

Abstract

1. A circuit arrangement for starting and operating a low-pressure discharge lamp from a direct current source, this lamp being provided with two electrodes, of which at least one is preheatable, in which an electronic switching element arranged in parallel with the lamp and in series with the preheatable electrode (cathode) is switched to its non-conducting state after the starting temperature of the preheated electrode has been reached, as a result of which the heating current circuit is interrupted and the full direct voltage is applied to the lamp, characterized in that the direct current source (1 to 3) produces a pulsatory direct current and the electronic switching element (8) is switched by a Schmitt trigger (13) controlled in dependence upon the temperature of the preheated electrode (6), wherein the Schmitt trigger derives from the voltage drop across the preheated electrode a supply voltage via a peak voltage store arranged in parallel with the preheatable electrode and comprising the series arrangement of a diode (14) and of a charging capacitor (15).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Zünden und Betrieb einer mit zwei Elektroden, von denen wenigstens eine vorheizbar ist, versehenen Niederdruckentladungslampe aus einer Gleichstromquelle, bei der ein parallel zur Lampe und in Reihe mit der vorheizbaren Elektrode (Kathode) liegendes elektronisches Schaltelement nach Erreichen der Zündtemperatur der vorgeheizten Elektrode in seinen nichtleitenden Zustand geschaltet wird, wodurch der Heizstromkreis unterbrochen und die volle Gleichspannung an die Lampe angelegt wird.The invention relates to a circuit arrangement for igniting and operating a low-pressure discharge lamp provided with two electrodes, at least one of which can be preheated, from a direct current source, in which an electronic switching element lying parallel to the lamp and in series with the preheatable electrode (cathode) is reached after it has been reached the ignition temperature of the preheated electrode is switched to its non-conductive state, whereby the heating circuit is interrupted and the full DC voltage is applied to the lamp.

Zum einwandfreien Zünden von Niederdruckentladungslampen ist ein zuverlässiges Vorheizen der vorheizbaren Elektroden erforderlich. Um dies unter allen Betriebsbedingungen zu erreichen, geht man bei der obigen Schaltungsanordnung von dem Grundgedanken aus, die Temperatur dieser Elektrode zu messen. Wegen des stark positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstandes der Heizelektrode ist dies in relativ einfacher Weise möglich durch Messung des Spannungsabfalles über der vom Heizstrom durchflossenen Elektrode.Reliable preheating of the preheatable electrodes is necessary for the proper ignition of low-pressure discharge lamps. In order to achieve this under all operating conditions, the basic idea of the above circuit arrangement is to measure the temperature of this electrode. Because of the strongly positive temperature coefficient of the resistance of the heating electrode, this is possible in a relatively simple manner by measuring the voltage drop across the electrode through which the heating current flows.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der US-PS 3 720 861 bekannt. Diese Schaltungsanordnung arbeitet mit reinem Gleichstrom und benutzt zum Schalten des Heizkreises cer Lampe einen bipolaren Transistor, der von einem Thyristor gesteuert wird. Bei Betrieb mit reinem Gleiclstrom ist hierbei aber nur ein einziger Startversuch möglich. Zündet die Lampe dabei nicht,. bleibt der Tlyristor leitend und ein neuer Versuch kann erst nach Aus- und Wiedereinschalten der Spannung gemacht werden. Außerdem ist diese Schaltungsanordnung auf die Verwendung eines für die Zündspannung der Lampe ausgelegten Hochspannungstransistors angewiesen. Diese haben aber nur eine geringe Stromverstärkung, so daß ein in Reihe mit dem Steuerthyristor liegender Widerstand entsprechend klein sein muß. Da dieser Widerstand aber beim Brennen der Lampe ständig an der vollen Spannung liegt, entsteht hier eine große Verlustleistung von etwa 15 % bis 20 % der Lampenleistung. - Die bekannte Schaltungsanordnung kann auch nicht mit pulsierendem Gleichstrom betrieben werden, da sonst der Thyristor bei jedem Nulldurchgang der Spannung nichtleitend und somit für jede Halbwelle ein neues Einschalten des Heizkreises bewirken würde, und zwar auch dann, wenn die Lampenelektroden bereits genügend vorgeheizt sind. Auf diese Weise wäre ein Zünden und Brennen der Lampe nach dem Vorheizvorgang gar nicht möglich.Such a circuit arrangement is known from US Pat. No. 3,720,861. This circuit arrangement works with pure direct current and uses a bipolar transistor, which is controlled by a thyristor, to switch the heating circuit cer lamp. When operating with pure track current, however, only a single attempt to start is possible. The lamp does not ignite. the tlyristor remains conductive and a new attempt can only be made after switching the voltage off and on again will. In addition, this circuit arrangement is dependent on the use of a high-voltage transistor designed for the ignition voltage of the lamp. However, these have only a small current gain, so that a resistor in series with the control thyristor must be correspondingly small. However, since this resistance is constantly at full voltage when the lamp burns, a large power loss of approximately 15% to 20% of the lamp power is generated here. - The known circuit arrangement can also not be operated with pulsating direct current, since otherwise the thyristor would be non-conductive at every zero crossing of the voltage and would therefore cause the heating circuit to be switched on again for each half-wave, even if the lamp electrodes are already sufficiently preheated. This would prevent the lamp from igniting and burning after the preheating process.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Zünden und Betrieb einer Niederdruckentladungslampe zu schaffen, bei der sich die vorheizbare Elektrode schnell auf die vorgegebene Zündtemperatur aufheizen läßt, kurz vor Zündung der Lampe aber der Heizvorgang dieser Elektrode beendet wird und während des Betriebes der Lampe auch nicht wieder anfängt. Außerdemsollen unnötige Verluste im Heizstromkreis vermieden und darüber hinaus erreicht werden, daß bei Nichtzündung der Lampe selbsttätig weitere Zündversuche gemacht werden.The invention is therefore based on the object to provide a circuit arrangement for igniting and operating a low-pressure discharge lamp in which the preheatable electrode can be quickly heated to the predetermined ignition temperature, but shortly before the lamp is ignited, the heating process of this electrode is ended and during the operation of the Lamp also does not start again. In addition, unnecessary losses in the heating circuit are to be avoided and, moreover, it is to be ensured that further ignition attempts are made automatically when the lamp is not ignited.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Gleichstromquelle einen pulsierenden Gleichstrom erzeugt und das elektronische Schaltelement durch einen in Abhängigkeit von der Temperatur der vorgeheizten Elektrode gesteuerten Schmitt-Trigger geschaltet wird, der seine Versorgungsspannung über einen parallel zur vorheizbaren Elektrode angeordneten Spitzenspannungsspeicher, bestehend aus der Reihenschaltung einer Diode und eines Ladekondensators, aus dem Spannungsabfall über der vorgeheizten Elektrode bezieht.This object is achieved in a circuit arrangement of the type mentioned according to the invention in that the direct current source generates a pulsating direct current and the electronic switching element is switched by a Schmitt trigger which is controlled as a function of the temperature of the preheated electrode and which supplies its supply voltage via a parallel to the preheatable Electrode arranged peak voltage memory, consisting of the series connection of a diode and a charging capacitor, from which the voltage drop across the preheated electrode relates.

Ein solcher Schmitt-Trigger kann bei entsprechender Hysterese, das heißt bei genügend großem Unterschied in den ,beiden Kippspannungen, zwischen den vier möglichen Betriebszuständen der Lampe unterscheiden, nämlich:

  • 1. Einschalten: Elektrode kalt; Spannung über Elektrode klein: Trigger aus.
  • 2. Ende des Heizvorganges: Elektrode heiß; Spannung über Elektrode hoch: Trigger schaltet ein.
  • 3. Lampe brennt nach Zündung: Elektrode bleibt heiß durch Lampenstrom; Spannung über Elektrode mittelgroß: Trigger bleibt eingeschaltet.
  • 4. Lampe brennt nicht nach Zündung: Elektrode erkaltet; Spannung über Elektrode verschwindet: Trigger schaltet wieder aus.
With a corresponding hysteresis, that is, with a sufficiently large difference in the two breakdown voltages, such a Schmitt trigger can differentiate between the four possible operating states of the lamp, namely:
  • 1. Switch on: electrode cold; Voltage across electrode small: trigger off.
  • 2. End of heating: electrode hot; Voltage over electrode high: trigger switches on.
  • 3. Lamp burns after ignition: electrode remains hot due to lamp current; Medium voltage across electrode: trigger remains on.
  • 4. Lamp does not burn after ignition: electrode cooled; Voltage across electrode disappears: trigger switches off again.

Damit dieser Zyklus nicht in jeder Halbwelle des pulsierenden Gleichstroms durchlaufen wird, ist der Spitzenspannungsspeicher, bestehend aus Diode und Ladekondensator, am Eingang des Schmitt-Triggers vorgesehen.So that this cycle is not run through in every half-wave of the pulsating direct current, the peak voltage storage, consisting of a diode and a charging capacitor, is provided at the input of the Schmitt trigger.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode des elektronischen Schaltelementes über einen Spannungsteiler sowohl mit der Anode der Entladungslampe als auch mit dem Ausgang des Schmitt-Triggers verbunden ist, der von der Spannung aus dem Spannungsabfall über der vorgeheizten Elektrode über einen parallel zum Ladekondensator liegenden, aus einer Zenerdiode und einem Widerstand bestehenden Spannungsteiler angesteuert wird.A preferred embodiment of the circuit arrangement according to the invention is characterized in that the control electrode of the electronic switching element via a voltage divider both with the anode of the discharge lamp and with the output of the Schmitt trigger is connected, which is driven by the voltage from the voltage drop across the preheated electrode via a voltage divider consisting of a Zener diode and a resistor and which is parallel to the charging capacitor.

Mit einem relativ kleinen Ladekondensator kommt die bevorzugte Schaltungsanordnung aus, wenn gemäß einer Weiterbildung nach der Erfindung der an die Steuerelektrode des elektronischen Schaltelementes angeschlossene Spannungsteiler auf der Seite des Schmitt-Triggers einen Feldeffekt-Transistor aufweist, der durch die Spannung am Ausgang des Schmitt-Triggers gesteuert wird.The preferred circuit arrangement manages with a relatively small charging capacitor if, according to a development according to the invention, the voltage divider connected to the control electrode of the electronic switching element has a field-effect transistor on the side of the Schmitt trigger, which is caused by the voltage at the output of the Schmitt trigger is controlled.

Eine zusätzliche Sicherheit gegen ein unerwünschtes Wiederzünden des elektronischen Schaltelementes erreicht man, wenn nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der an die Steuerelektrode des elektronischen Schaltelementes angeschlossene Spannungsteiler auf der Seite der Lampenanode eine Zenerdiode besitzt.Additional security against undesired re-ignition of the electronic switching element is achieved if, according to a further embodiment of the invention, the voltage divider connected to the control electrode of the electronic switching element has a zener diode on the lamp anode side.

Vorzugsweise sind zwei durch einen Widerstand gegengekoppelte Schmitt-Trigger vorgesehen. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, wenn einzelne handelsübliche Schmitt-Trigger eine zu geringe Hysterese aufweisen, wodurch der Unterschied der Steuerspannungen zwischen den Kipp-Punkten für die in Frage stehende Anwendung zu gering wurde.Preferably, two Schmitt triggers that are coupled back through a resistor are provided. This embodiment is advantageous if individual commercially available Schmitt triggers have too low a hysteresis, as a result of which the difference in control voltages between the breakdown points has become too small for the application in question.

Der Betrieb mit pulsierendem Gleichstrom hat den Vorteil, daß als elektronisches Schaltelement ein Thyristor benutzt werden kann. Außerdem ist ein Hochspannungs-Feldeffekttransistor als Schaltelement verwendbar.Operation with pulsating direct current has the advantage that a thyristor can be used as an electronic switching element. In addition, a high-voltage field-effect transistor can be used as a switching element.

Einige Ausführungsbeispiele nach der Erfindung werden nunmehr anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zum Zünden und Betrieb einer Niederdruckentladungslampe und
  • Fig. 2 eine abgewandelte Schaltungsanordnung dieser Art.
Some embodiments according to the invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
  • Fig. 1 shows a circuit arrangement for igniting and operating a low-pressure discharge lamp and
  • Fig. 2 shows a modified circuit arrangement of this type.

Mit 1 und 2 sind Eingangsklemmen zum Anschließen an ein Wechselspannungsnetz von 220 V, 50 Hz, bezeichnet, welche mit einer Gleichrichterbrücke 3 verbunden sind. An die andere Seite der Gleichrichterbrücke 3 ist eine Reihenschaltung, bestehend aus einer Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe 4 und einem Ballast 5 zur Strombegrenzung, angeschlossen. Dieser Ballast 5 besteht im einfachsten Fall aus einem ohmschen Widerstand, vorzugsweise jedoch aus einem elektronischen Schaltnetzteil, wie es z.B. in der US-PS 3 890 537 beschrieben ist. Die Entladungslampe besitzt eine vorheizbare Elektrode 6 (Kathode) und eine nicht vorheizbare Gegenelektrode 7 (Anode). Parallel zur Lampe 4 und in Reihe mit der Lampenkathode 6 liegt ein Thyristor 8, dessen Steuerelektrode 9 über einen aus zwei Widerständen 10 und 11 bestehenden Spannungsteiler sowohl mit der Anode 7 der Entladungslampe 4 als auch mit dem Ausgang 12 eines Schmitt-Triggers 13 verbunden ist. Der Schmitt-Trigger 13 bezieht seine Versorgungsspannung über einen parallel zur Lampenkathode 6 angeordneten Spitzenspannungsspeicher, bestehend aus der Reihenschaltung einer Diode 14 und eines Ladekondensators 15, aus dem Spannungsabfall über der vorgeheizten Kathode 6. Von derselben Spannung wird der Schmitt-Trigger 13 über einen parallel zum Ladekondensator 15 liegenden, aus einer Zenerdiode 16 und einem Widerstand 17 bestehenden Spannungsteiler, dessen Mittelabgriff mit dem Eingang 18 des Schmitt-Triggers 13 in Verbindung steht, angesteuert.1 and 2 designate input terminals for connection to an AC voltage network of 220 V, 50 Hz, which are connected to a rectifier bridge 3. A series circuit, consisting of a low-pressure mercury vapor discharge lamp 4 and a ballast 5 for current limitation, is connected to the other side of the rectifier bridge 3. In the simplest case, this ballast 5 consists of an ohmic resistor, but preferably an electronic switched-mode power supply, as described, for example, in US Pat. No. 3,890,537. The discharge lamp has a preheatable electrode 6 (cathode) and a non-preheatable counter electrode 7 (anode). Parallel to the lamp 4 and in series with the lamp cathode 6 is a thyristor 8, the control electrode 9 of which is connected via a voltage divider consisting of two resistors 10 and 11 both to the anode 7 of the discharge lamp 4 and to the output 12 of a Schmitt trigger 13 . The Schmitt trigger 13 draws its supply voltage via a peak voltage memory arranged in parallel to the lamp cathode 6, consisting of the series connection of a diode 14 and a charging capacitor 15, from the voltage drop across the preheated cathode 6. The Schmitt trigger 13 is of the same voltage via a parallel to the charging capacitor 15, consisting of a Zener diode 16 and a resistor 17, a voltage divider, the center tap of which is connected to the input 18 of the Schmitt trigger 13.

Die beschriebene Schaltung wirkt wie folgt:

  • Die Niederdruckentladungslampe 4, z.B. eine 20 W-Leuchtstofflampe, wird über die Gleichrichterbrücke 3 mit pulsierendem Gleichstrom versorgt. Der Ballast 5 dient zur Strombegrenzung. Nach Anlegen der Netzspannung fließt zunächst kein Strom durch die Lampenkathode 6; die Verbindungspunkte 19 und 20 weisen somit gleiches Potential auf. Auf demselben Potential liegt zwangsläufig der Ausgang 12 des Schmitt-Triggers 13. Die Steuerelektrode 9 des Thyristors 8 erhält daher über den Spannungsteiler 10, 11 eine positive Spannung, so daß der Thyristor 8 zünden kann. Nach dem Zünden des Thyristors 8 fließt über ihn ein Strom durch die vorheizbare Kathode 6, der nur durch das Vorschaltgerät 5 begrenzt wird. Zwischen den Verbindungspunkten 19 und 20 entsteht nun eine Spannung, die mit zunehmender Erwärmung der vorheizbaren Elektrode 6 größer wird. Erreicht diese Spannung einen vorgegebenen Wert, d.h. ist die Lampenelektrode 6 genügend heiß, dann wird die Zenerspannung der Zenerdiode 16 überschritten, so daß der Schmitt-Trigger 13-umkippt. Dadurch wird der Ausgang 12 des Schmitt-Triggers 13 vom Potential des Punktes 20 auf das nunmehr negativere Potential des Punktes 19 geschaltet, so daß der Thyristor 8 bei der nächstfolgenden Halbwelle nicht mehr zündet. Damit liegt die volle Leerlaufspannung an der vorgeheizten Lampe 4, so daß diese zünden kann. Bei gezündeter Lampe 4 fließt der Lampenstrom über die Kathode 6 und bewirkt einen Spannungsabfall zwischen den Punkten 19 und 20; dieser reicht aus, um den Schmitt-Trigger 13 in seinem stabilen Zustand zu halten. Erst bei einer sehr kleinen Spannung zwischen den Punkten 19 und 20, die nur bei Nichtzünden der Lampe 4 oder bei deren Ausschalten unterschritten wird, kippt der Schmitt-Trigger 13 wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurück und ermöglicht ein erneutes Zünden des Thyristors 8 und damit einen erneuten Startversuch der Lampe 4 (in der Praxis nach etwa 0,1 sec).
The circuit described works as follows:
  • The low-pressure discharge lamp 4, for example a 20 W fluorescent lamp, is supplied with pulsating direct current via the rectifier bridge 3. The ballast 5 serves to limit the current. After applying the mains voltage, no current initially flows through the lamp cathode 6; the connection points 19 and 20 thus have the same potential. The output 12 of the Schmitt trigger 13 is necessarily at the same potential. The control electrode 9 of the thyristor 8 therefore receives a positive voltage via the voltage divider 10, 11, so that the thyristor 8 can ignite. After the thyristor 8 has been ignited, a current flows through it through the preheatable cathode 6 and is limited only by the ballast 5. A voltage now arises between the connection points 19 and 20, which voltage increases with increasing heating of the preheatable electrode 6. If this voltage reaches a predetermined value, ie if the lamp electrode 6 is sufficiently hot, then the Zener voltage of the Zener diode 16 is exceeded, so that the Schmitt trigger 13 topples over. As a result, the output 12 of the Schmitt trigger 13 is switched from the potential of point 20 to the now more negative potential of point 19 , so that thyristor 8 no longer fires on the next half-wave. The full open circuit voltage is thus at the preheated lamp 4, so that it can ignite. When the lamp 4 is ignited, the lamp current flows through the cathode 6 and causes a voltage drop between points 19 and 20; this is sufficient to keep the Schmitt trigger 13 in its stable state. Only when the voltage between points 19 and 20 is very low, which is only below when the lamp 4 is not ignited or when it is switched off, does the Schmitt trigger 13 flip back to its original state and enables the thyristor 8 and thus one to be fired again try again the lamp 4 (in practice after about 0.1 sec).

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 ist ähnlich aufgebaut wie die nach Fig. 1 und arbeitet im wesentlichen ebenso. Da handelsübliche Schmitt-Trigger (z.B. Valvo HEF 4093) oft nur eine geringe Hysterese aufweisen, d.h., daß bei ihnen der Unterschied der Steuerspannungen zwischen den Kipp-Punkten relativ klein ist, sind bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 zwei durch einen Widerstand 21 gegengekoppelte Schmitt-Trigger 13a und 13b vorgesehen.The circuit arrangement according to FIG. 2 is constructed similarly to that according to FIG. 1 and essentially works in the same way. Since commercially available Schmitt triggers (eg Valvo HEF 4093) often only have a low hysteresis, ie that the difference between the control voltages between the tipping points is relatively small, two are negative-coupled in the circuit arrangement according to FIG. 2 by a resistor 21 Schmitt triggers 13a and 13b are provided.

Der Ladekondensator 15 in der Anordnung nach Fig. 1 muß relativ groß sein, damit er durch den Steuerstrom des Thyristors 8 nicht zu schnell entladen wird. Dies würde nämlich zu einem unerwünschten Wiederzünden des Thyristors 8 nachBeendigung des Vorheizens führen, bevor die Lampe 4 selbst gezündet ist. Mit einem wesentlich kleineren Ladekondensator 15 kommt die Anordnung nach Fig. 2 aus, wenn der Widerstand 11 durch einen Feldeffekt-Transistor 22 (n-Kanal-Anreicherungs-MOSFET) ersetzt und die Diode 14 an das positive Ende der Lampenkathode 6 verlegt wird. Der Feldeffekt-Transistor 22 wird durch die Spannung am Ausgang 12 der Schmitt-Trigger 13a und 13b gesteuert. Hierdurch wird nach Ende des Vorheizens die-Steuerelektrode 9 des Thyristors 8 niederohmig über einen Begrenzungswiderstand 23 und den Feldeffekt-Transistor 22 direkt mit der negativen Seite der Gleichrichterbrücke 3 verbunden, ohne daß der Ladekondensator 15 den eventuell noch fließenden Steuerstrom für den Thyristor 8 liefern muß.The charging capacitor 15 in the arrangement according to FIG. 1 must be relatively large so that it is not discharged too quickly by the control current of the thyristor 8. This would lead to undesired re-ignition of the thyristor 8 after the preheating has ended before the lamp 4 itself has ignited. The arrangement according to FIG. 2 manages with a much smaller charging capacitor 15 if the resistor 11 is replaced by a field effect transistor 22 (n-channel enhancement MOSFET) and the diode 14 is moved to the positive end of the lamp cathode 6. The field effect transistor 22 is controlled by the voltage at the output 12 of the Schmitt triggers 13a and 13b. As a result, the control electrode 9 of the thyristor 8 is connected via the limiting resistor 23 and the field-effect transistor 22 directly to the negative side of the rectifier bridge 3 after the preheating has ended, without the charging capacitor 15 having to supply the control current for the thyristor 8 which may still be flowing .

Der Widerstand 10 des an die Steuerelektrode 9 des Thyristors 8 angeschlossenen Spannungsteilers 10, 11 bzw. 10, 22 kann durch eine Zenerdiode ersetzt werden, deren Zenerspannung etwas höher ist als die Brennspannung der Lampe 4. Dadurch wird eine zusätzliche Sicherheit gegen ein unerwünschtes Wiederzünden des Thyristors 8 erreicht, da nach Zünden der Lampe 4 keine positive Spannung mehr an die Steuerelektrode 9 des Thyristors 8 gelangen kann.The resistor 10 of the voltage divider 10, 11 or 10, 22 connected to the control electrode 9 of the thyristor 8 can be replaced by a zener diode, the zener voltage of which is somewhat higher than the operating voltage the lamp 4. This provides additional security against undesired re-ignition of the thyristor 8, since after the lamp 4 has been ignited, a positive voltage can no longer reach the control electrode 9 of the thyristor 8.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung zum Zünden und Betrieb einer mit zwei Elektroden, von denen wenigstens eine vorheizbar ist, versehenen Niederdruckentladungslampe aus einer Gleichstromquelle, bei der ein parallel zur Lampe und in Reihe mit der vorheizbaren Elektrode (Kathode) liegendes elektronisches Schaltelement nach Erreichen der Zündtemperatur der vorgeheizten Elektrode in seinen nichtleitenden Zustand geschaltet wird, wodurch der Heizstromkreis unterbrochen und die volle Gleichspannung an die Lampe angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle (1 bis 3) einen pulsierenden Gleichstrom erzeugt und das elektronische Schaltelement (8) durch einen in Abhängigkeit von der Temperatur der vorgeheizten Elektrode (6) gesteuerten Schmitt-Trigger (13) geschaltet wird, der seine Versorungsspannung über einen parallel zur vorheizbaren Elektrode angeordneten Spitzenspannungsspeicher, bestehend aus der Reihenschaltung einer Diode (14) und eines Ladekondensators (15) aus dem Spannungsabfall über der vorgeheizten Elektrode bezieht.1. Circuit arrangement for igniting and operating a low-pressure discharge lamp provided with two electrodes, of which at least one can be preheated, from a direct current source, in which an electronic switching element lying parallel to the lamp and in series with the preheatable electrode (cathode) after the preheated ignition temperature has been reached Electrode is switched into its non-conductive state, whereby the heating circuit is interrupted and the full direct voltage is applied to the lamp, characterized in that the direct current source (1 to 3) generates a pulsating direct current and the electronic switching element (8) by a depending on the Temperature of the preheated electrode (6) controlled Schmitt trigger (13) is switched, its supply voltage via a peak voltage storage arranged parallel to the preheatable electrode, consisting of the series connection of a diode (14) and a charging capacitor (15) from the voltage drop ll over the preheated electrode. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode (9) des elektronischen Schaltelementes (8) über einen Spannungsteiler (10, 11) sowohl mit der Anode (7) der Entladungslampe (4) als auch mit dem Ausgang (12) des Schmitt-Triggers (13) verbunden ist, der von der Spannung aus dem Spannungsabfall über der vorgeheizten Elektrode (6) über einen parallel zum Ladekondensator (15) liegenden, aus einer Zenerdiode (16) und einem Widerstand (17) bestehenden Spannungsteiler angesteuert wird.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the control electrode (9) of the electronic switching element (8) via a voltage divider (10, 11) both with the anode (7) of the discharge lamp (4) and with the output (12) of the Schmitt trigger (13) is connected, which is driven by the voltage from the voltage drop across the preheated electrode (6) via a voltage divider consisting of a zener diode (16) and a resistor (17) which is parallel to the charging capacitor (15) . 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an die Steuerelektrode (9) des elektronischen Schaltelementes (8) angeschlossene Spannungsteiler (10, 22) auf der Seite des Schmitt-Triggers (13) einen Feldeffekt-Transistor (22) aufweist, der durch die Spannung am Ausgang (12) des Schmitt-Triggers gesteuert wird.3. A circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the voltage divider (10, 22) connected to the control electrode (9) of the electronic switching element (8) has a field-effect transistor (22) on the side of the Schmitt trigger (13), which is controlled by the voltage at the output (12) of the Schmitt trigger. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der an die Steuerelektrode des elektronischen Schaltelementes angeschlossene Spannungsteiler auf der Seite der Lampenanode eine Zenerdiode besitzt.4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the voltage divider connected to the control electrode of the electronic switching element has a Zener diode on the side of the lamp anode. 5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei durch einen Widerstand (21) gegengekoppelte Schmitt-Trigger (13a und 13b) vorgesehen sind.5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that two Schmitt triggers (13a and 13b) are provided which are coupled back through a resistor (21). 6. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Schaltelement ein Thyristor (8) ist.6. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic switching element is a thyristor (8).
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