DEVICE FOR CONTROLLING THE INTENSITY OF A LOW PRESSURE DISCHARGE LAMP

Abstract: 1. An arrangement for controlling the brightness of a low-pressure discharge lamp (1) comprising two heatable electrodes (11, 12) connected to secondary windings (42, 43) of a heater transformer (4), and comprising a control device (3) supplied by the a.c. voltage network to provide an adjustable output voltage connected via a series reactor (2) between the electrodes (11, 12) of the discharge lamp (1), characterised by an additional device (6) which supplies a higher-frequency, fundamentally-constant auxiliary voltage permanently connected between the electrodes (11, 12) of the discharge lamp.

Description: Anordnung zur Steuerung der Helligkeit einer Niederdruck entladunqslampe Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung der Helligkeit einer Niederdruckentladungslampe gemäss Oberbegriff von Anspruch 1. Die von dem Steuergerät gelieferte Spannung wird dabei in der Regel durch Phasenanschnitt verändert. Um hierbei die Helligkeit von Leuchtstofflampen mit einem Durchmesser von 38 mm möglichst weit herun versteuern zu können, wurden zusätzliche Zündhilfen, wie beispielsweise -ein auf hohem Potential liegender Zündstreifen oder ein metallisches Netz entlang der Oberfläche der Lampe verwendet. Nach Aussage der Hersteller der neuen Niederdruckentladungslampen mit Kryptonfüllung und einem Durchmesser von 26 mm soll sich die Helligkeit dieser Lampen auf die beschriebene Weise nicht steuern lassen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Steuerung der Helligkeit solcher Niederdruckentladungslampen mit einem Durchmesser von 26 mm anzugeben. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 gekennzeichnet. Sie beruht darauf, dass durch die Hilfsspannung mit einer Frequenz von grösser 5 kHz eine Grundionisierung aufrechterhalten wird, die einen'stabi- len Betrieb der Lampe auch bei weitgehend reduzierter Helligkeit ermöglicht. Als Hilfsspannungsquelle kann jeder einschlägige Generator mit ausreichender Leistung verwendet werden; die für ihn erforderliche Betriebsspannung wird gemäss einer Weiterbildung der Erfindung von dem ohnehin zum Betrieb der Entladungslampe erforderlichen Heiztransformator geliefert. Dieser kann hierzu eine gesonderte Sekundärwicklung aufweisen; besonders vorteilhaft ist es jedoch, die Speisespannung für die Hilfsspannungsquelle von einer eine der Lampenelektroden speisenden Sekundärwicklung abzugreifen. Die Stromversorgung der Hilfsspannungsquelle über den Heiztransformator ermöglicht es, die Hilfsspannungsquelle mit dem Heiztransformator zu einem vorverdrahteten Zusatzgerät zu.vereinen, das ausser den Netzanschlussklemmen lediglich die Klemmen zum Anschluss der heizbaren Elektroden der Lampe aufweist! Dieses Zusatzgerät unterscheidet sich somit hinsichtlich der Klemmen äusserlich in keiner Weise von dem bisher verwendeten Heiztransformator. Im Vergleich zu dem Heiztransformator ist die Breite des Zusatzgerätes zweckmässigerweise gleich oder kleiner und seine Befestigungsart unverändert, so dass eine Umrüstung vorhandener Anlagen durch einen einfachen Austausch des Heiztransformators gegen das neue Zusatzgerät einfach möglich ist. Die Hilfsspannungsquelle ist vorzugswseise stirnseitig, also in Längsrichtung des Heiztransformators angeordnet, da in dieser Dimension in den Leuchtenchassis in der Regel ausreichend Platz vorhanden ist. In Sonderfällen kann es aber auch zweckmässig sein, bei der Nachrüstung einer vorhandenen Anlage die Heiztransformatoren weiter zu verwenden und lediglich die Hilfsspannungsquelle zusätzlich einzubauen und mit den Klemmen des Heiztransformators zu verbinden; hierbei ist es dann besonders vorteilhaft, wenn die Hilfsspannungsquelle als Dreipol ausgebildet ist, so dass lediglich drei Verbindungen zu dem Heiztransformator herzustellen sind. Wird die an einer solchen Anordnung angeschlossene Leuchtstofflampe so von einer Person aus der Fassung genommen, dass zunächst nur der erdseitige Heizstromkreis unterbrochen wird und berührt diese Person dann eine der dann freiliegenden Elektrodenanschlüsse, dann kann über diese Person zunächst der Hilfsstrom gegen Erde fliessen und dadurch die Lampe soweit ionisieren, dass nachfolgend auch ein gefährlicher Hauptstrom über die Person gegen Erde abgeleitet werden kann. Um diese Gefährdung von Personen beim Berühren einseitig freiliegender Elektroden zu vermeiden, ist gemäss Weiterbildung der Erfindung eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, durch die die Hilfsspannung bei unterbrochenem erdSeitigen Heizstromkreis abgeschaltet wird. Es liegt im Rahmen der Erfindung, diese Abschaltung abhängig von der Bewegung der Leuchtstofflampe aus der erdseitigen Fassung zu machen: Hierzu kann in dieser Fassung oder auch in deren Umgebung im Leuchtengehäuse ein Hilfskontakt angeordnet sein, dessen Stellung sich beim Herausnehmen der Lampe aus der Fassung ändert und der dadurch die Abschaltung der Hilfsspannung direkt oder mittelbar bewirkt. Vorzugsweise wird jedoch der Strom im erdseitigen Heizstromkreis überwacht und bei Wegfall dieses Stromes die Hilfsspannungsquelle abgeschaltet. In beiden Fällen führt die eingangs beschriebene Berührung der einen Elektrode der Lampe zu keiner Gefährdung mehr, da kein höherfrequenter Ionisierungsstrom und damit auch kein Hauptstrom mehr über die Lampe und die berührende Person zur Erde abfliessen kann. Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren näher erläutert: Bei beiden Ausführungsbeispielen ist zwischen den Klemmen L und N -eines Wechselspannungsnetzes ein übliches Steuergerät 3 angeschlossen, das über eine Vorschaltdrossel 2 eine Niederdruckentladungslampe 1 mit einer einstellbaren Spannung versorgt. Um hierbei einen weiten Einstellbereich zu ermöglichen, ist ein Zusatzgerät 6 mit einem Heiztransformator 4 vorgesehen, dessen Primärwicklung 41 über die Klemmen 61, 62 an das Wechselspannungsnetz angeschlossen ist. Eine erste Sekundärwicklung 43 dieses Heiztransformators liegt über die Klemmen 63, 64 an der Elektrode 11 der Lampe 1; eine zweite Sekundärwicklung 42 speist die zweite Elektrode 12 über die Klemmen 62, 65. Bei der Schaltung nach FIG 1 enthält das Zusatzgerät 6 ausser dem Heiztransformator 4 eine Hilfsspannungsquelle 5, die über Klemmen 500, 510 an die Sekundärwicklung 42 und über die Klemme 520 an die Klemme 63 des Zusatzgerätes angeschlossen ist. Sie erhält somit über die Klemmen 500, 510 eine Versorgungsspannung von der Sekundärwicklung 42 und liefert zwischen den Klemmen 500 und 520 eine Hilfsspannung von etwa 400 Volt bei einer Frequenz von 30 kHz. Die maximale Leistung der Hilfsspannungsquelle bei einer Entladungslampe von 58 Watt beträgt 5 Voltampere. Die Hilfsspannungsquelle besteht im wesentlichen aus drei Teilen, einem Gleichrichterteil, einem Multivibrator und einem Verstärker. Der Multivibrator besteht aus einem integrierten Schaltkreis mit bekanntem Aufbau und bekannter Aussenbeschaltung; ihm ist ein zweistufiger Verstärker in ebenfalls bekanntem Aufbau nachgeschaltet. Die Endstufe des Verstärkers enthält einen Übertrager, dessen Sekundärwicklung über einen Entkopplungskondensator zwischen den Klemmen 510, 520 liegt. Dieser vermeidet dabei einen Kurzschluss der vom Steuergerät 3 gelieferten Versorgungsspannung; umgekehrt hält die Vorschaltdrossel 2 die höherfrequente Spannung von dem Steuergerät 3 fern. Bei der Ausführungsform nach FIG 2 ist die zweite Sekundärwicklung 42 des Heiztransformators 4 über einen Erfassungswiderstand 51 an die Elektrode 12 angeschlossen. Diese Sekundärwicklung 42 liefert eine Spannung, die um den Spannungsabfall an dem Erfassungswiderstand 51 grösser ist als die Spannung an der Sekundärwicklung 43. Eine dritte Sekundärwicklung 44 speist die Hilfsspannungsquelle über einen Gleichrichter 57, der die Versorgungsgleichspannung für einen astabilen Multivibrator 55 liefert, der von einem IC 50 mit üblicher Beschaltung seiner Klemmen gebildet ist. Von diesem Multivibrator 55 wird ein Leistungs-MOS-Transistor 56 periodisch auf- und zugesteuert, dessen Steuerstrecke hierzu an die Klemme 03 des IC 50 angeschlossen ist. Über seine Schaltstrecke ist eine Teilwicklung eines Spartransformators 53 an den Gleichrichter 57 angeschlossen; andererseits liegt die gesamte Wicklung des Spartransformators über einen Entkopplungskondensator 34 und die Schaltstrecke des Transistors 56 über die Klemmen 62 und 63 an den Elektroden der Entladungslampe 1. Der IC 50 hat in bekannter Weise einen Blockiereingang 04: Wird an diesen eine positive Spannung angelegt, dann schwingt der mit diesem IC aufgebaute Multivibrator. Dieser Eingang 04 liegt nun über eine Diode 54 und einen Transistor 52 an der Sekundärwicklung 42 im erdseitigen Heizkreis; die Steuerstrecke dieses Transistors 52 liegt parallel zu dem Erfassungswiderstand 51: Solange die dargestellte Anordnung eingeschaltet ist und in dem erdseitigen Heizstromkreis Strom fliesst, ist der Transistor 52 periodisch leitend. Dadurch entsteht an dem Eingang 04, zu dem ein RC-Glied parallel liegt, eine Gleichspannung, die für den Schwingbetrieb des Multivibrators Voraussetzung ist. Wird dagegen die Lampe 1 aus der im erdseitigen Heizstromkreis liegenden Fassung herausgenommen, dann führt die damit verbundene Unterbrechung dieses Kreises zu einem Sperren des Transistors 52 und damit zu einem Wegfall der Spannung an dem Eingang 04: Der Multivibrator bleibt stehen und es wird keine Hilfsspannung mehr erzeugt.

Claims: PatentansPrüche 1. Anordnung zur Steuerung der Helligkeit einer Niederdruckentladungslampe (1) mit zwei heizbaren, an Sekundärwicklungen (42, 43) eines Heiztransformators (4) angeschlossenen Elektroden (11, 12) mit einem vom Wechselspannungsnetz gespeisten Steuergerät (3) das eine einstellbare Spannung liefert und über eine Vorschaltdrossel (2) zwischen den Elektroden (11, 12) der Entladungslampe (1) angeschlossen ist, g e k e n n z e i c h n e t durch ein Zusatzgerät (6), das eine höherfrequente, im wesentlichen konstante Hilfsspannung liefert, die dauernd zwischen den Elektroden (11, 12) der Entladungslampe anliegt. 2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass das Zusatzgerät den Heiztransformator (4) und eine Hilfsspannungsquelle (5) enthält, die eingangsseitig an eine Sekundärwicklung (42) des Heiztransformators (4) angeschlossen ist. 3. Anordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Heiztransformator (4) eine gesonderte Sekundärwicklung zur Speisung der Hilfsspannungsquelle (5) hat. 4. Anordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c -h n e t , dass die Hilfsspannungsquelle (5) eingangsseitig an eine Sekundärwicklung (42) des Heiztransformators (4) angeschlossen ist, die zugleich eine der Elektroden (12) der Entladungslampe (1) speist. 5. Anordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t , dass die Hilfsspannungsquelle (5) als Dreipol ausgebildet ist. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Uberwachungseinrichtung (51, 52), durch die die Hilfsspannung bei unterbrochenem erdseitigem Heizstromkreis (12, 42, 51) abgeschaltet wird. 7. Anordnung nach Anspruch 6, mit einem astabilen Multivibrator (55), der einen Sperreingang (04) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass der Sperreingang (04) über einen Schalter (52) an der Sekundärwicklung (42) im erdseitigen Heizstromkreis liegt, der geschlossen ist, wenn Strom in diesem Heizstromkreis fliesst. 8. Anordnung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Schalter ein Transistor (52) ist, dessen Steuerstrecke parallel zu einem Er fassungswiderstand (51) im erdseitigen Heizstromkreis liegt. 9. Anordnung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die von der Sekundärwicklung (42) im erdseitigen Heizstromkreis gelieferte Spannung um den Spannungsabfall an dem Erfassungswiderstand (51) grösser als die Spannung an der Sekundärwicklung (43) in dem anderen Heizstromkreis ist. 10. Anordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i-c h n e t 7 dass das Zusatzgerät ausser den Netzanschlüssen (61, 62) nur noch Anschlüsse (63 bis 66) für die heizbaren Elektroden (1.1. 12) der Entladungslampe (1) aufweist.

Inventors: BALLMANN, JOSEF, KLAMT, MANFRED
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1983
Main classification: H05B41
IPC codes: H05B41