DE1039636B

DE1039636B - Switching arrangement for controlling the brightness of low-voltage fluorescent lamps

Info

Publication number: DE1039636B
Application number: DES44050A
Authority: DE
Inventors: Michael Belamin; Dr Phil Nat Helmut Dietz
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1955-05-24
Filing date: 1955-05-24
Publication date: 1958-09-25
Also published as: DE1045545B

Description

Spannungsverlaufes in den beiden Halbwellen zu rechnen, die eine unterschiedliche Lage der Zündzeitpunkte zur Folge haben, welche sich als Flimmern störend bemerkbar machen kann.The voltage curve in the two half-waves is to be expected, which have a different position of the ignition times result, which can be noticeable as flickering.

Die vorerwähnte Unannehmlichkeit einer relativ verschiedenen Lage des Zündzeitpunktes in den beiden Halbwellen der Wechselspannung zu vermeiden, ist die Aufgabe, welche der Erfindung zugrunde liegt.The aforementioned inconvenience of a relatively different ignition timing position in the two The object on which the invention is based is to avoid half waves of the alternating voltage.

lastzweig zu Beginn jeder Wechselspannungshalbwelle geöffnet ist und jeweils erst geschlossen wird, nachtil bestehenden beiden Hälften des Magnetverstärkers 25 dem die Spannung den zur Zündung erforderlichen ist jedoch häufig mit gewissen Abweichungen des Wert überschritten hat.load branch is open at the beginning of each alternating voltage half-wave and is only closed in each case, after existing two halves of the magnetic amplifier 25 to which the voltage required for ignition however, the value is often exceeded with certain deviations.

In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der neuen Schaltanordnung vereinfacht dargestellt. Zwischen zwei Sammelleitungen 11 und 12 ist eine Gruppe von Lampenstromzweigen angeschlossen, von denen in der Zeichnung nur zwei dargestellt sind. Jeder Lampenstromzweig besteht aus der eigentlichen Leuchtstofflampe 13 und einer Vorschaltdrossel 14. Die Einrichtung zur Vorheizung der ElektrodenIn the drawing, an exemplary embodiment of the new switching arrangement is shown in simplified form in FIG. 1. A group of lamp current branches is connected between two bus lines 11 and 12, only two of which are shown in the drawing. Each lamp branch consists of the actual branch Fluorescent lamp 13 and a series choke 14. The device for preheating the electrodes

Demgemäß bezieht sich die Erfindung auf eine Schalt- 35 ist der besseren Übersicht wegen weggelassen und in anordnung zur Helligkeitssteuerung von Nieder- an sich bekannter Weise zu ergänzen. Die Sammelspannungs-Leuchtstofflampen mittels Magnetverstär- leitung 11 ist über einen Magnetverstärker 15 an die ker mit zu den Lampenzweigen parallel geschalteter eine Klemme einer Wechselspannungsquelle 20 ange-Grundlast und besteht darin, daß der Grundlastwider- schlossen, während die andere Klemme unmittelbar stand innerhalb der Halbperiode der speisenden 40 mit der Sammelleitung 12 verbunden ist. Ferner liegt Wechselspannung selbsttätig derart veränderlich ist. zwischen den Sammelleitungen 11 und 12 eine Grunddaß er zu Beginn der Halbperiode einen wesentlich last.Accordingly, the invention relates to a switch 35 is omitted for better clarity and in FIG arrangement for the brightness control of low to be added in a known manner. The collective voltage fluorescent lamps by means of magnetic amplification line 11, via a magnetic amplifier 15, a terminal of an alternating voltage source 20 is connected to the core with a terminal of an alternating voltage source 20 connected in parallel to the lamp branches and consists in the fact that the base load is closed while the other terminal is immediately stood within the half-cycle of the feeding 40 connected to the manifold 12. Further lies AC voltage is automatically variable in this way. between the manifolds 11 and 12 a Grunddaß he had a significant load at the beginning of the half-period.

erhöhten Widerstandswert hat. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dieseihas increased resistance value. A particularly advantageous embodiment of this

Auf diese Weise gelingt es, die Grundlast jeweils Grundlast besteht nach Fig. 1 aus einer Reihenschalwährend des ersten Teiles der Halbwelle so lange un- 45 tung eines ohmschen Widerstandes 16 und einer Sättiwirksam zu machen, bis die Zündung erfolgt ist. Eine gungsdrossel 17, deren Magnetisierungsstrom kleiner praktische Ausführungsform einer solchen Anordnung ist als der Magnetisierungsstrom des Magnetverstärkann beispielsweise darin bestehen, daß im Grundlast- kers 15.In this way it is possible that the base load in each case consists of a series scarf according to FIG. 1 of the first part of the half-wave as long as an ohmic resistor 16 and a saturation effect to do until the ignition has taken place. A supply throttle 17, the magnetizing current of which is smaller practical embodiment of such an arrangement is as the magnetizing current of the magnetic amplifier can consist, for example, that in the base load kers 15.

kreis ein synchron zur speisenden Wechselspannung Zur Erläuterung der Wirkungsweise einer derarti-circuit on synchronously with the AC voltage to be supplied To explain the mode of operation of such a

gesteuertes Schaltelement vorgesehen wird, beispiels- 50 gen Anordnung ist in Fig. 2 eine Halbwelle der speiweise ein gittergesteuertes Entladungsgefäß oder ein senden Wechselspannung dargestellt. Zu Beginn der Transistor. Die Steuerung dieses Schaltelements er- Halbwelle ist zunächst die Drossel 17 ungesättigt. Infolgt in Abhängigkeit vom Augenblicksverlauf der folgedessen übernimmt sie praktisch die gesamte speisenden Wechselspannung derart, daß der Grund- Speisespannung, die damit auch zwischen dencontrolled switching element is provided, an example of the arrangement in FIG. 2 is a half-wave of the speiweise a grid-controlled discharge vessel or an alternating voltage is shown. At the beginning of Transistor. The control of this switching element er half-wave is initially the throttle 17 unsaturated. Infollowing depending on the momentary sequence of the following, it takes over practically the entire feeding AC voltage in such a way that the basic supply voltage, which is also between the

809 639/221809 639/221

Sammelleitungen 11 und 12 und somit an den Lampenstromzweigen liegt. Das zur Ummagnetisierung der Sättigungsdrossel 17 erforderliche Spannungszeitintegral wird so groß bemessen, daß eine Sättigung dieser Drossel vor Erreichen des Zündspannungswertes nicht eintreten kann. Auf diese Weise erfolgt die Zündung der Lampe in derselben Weise wie ohne Grundlast. Während des hieran anschließenden Teiles der Halbwelle teilt sich die Gesamtspannung u auf in einen Anteil M₆ zwischen den Sammelleitungen 11 und 12 und dem Rest, der am Magnetverstärker 15 liegt. Durch die Spannung it_b wird die Drossel 17 noch weiter ummagnetisiert bis zur vollständigen Sättigung, die beispielsweise im Zeitpunkt 5"₁₆ eintreten möge. Auf den Betrieb der Lampen ist dieser Vorgang praktisch ohne Einfluß. Nach dem Zeitpunkt S_1S ist die Grundlast 16 voll wirksam. Da jedoch die Lampen bereits brennen, kann durch eine etwaige geringfügige Ungleichheit der beiden Hälften des Magnetverstärkers und eine daraus resultierende Ungleichheit der positiven und der negativen Halbwelle der Spannung u_b ein störender Flimmereffekt nicht eintreten.Bus lines 11 and 12 and thus on the lamp current branches. The voltage time integral required to remagnetize the saturation choke 17 is dimensioned so large that saturation of this choke cannot occur before the ignition voltage value is reached. In this way, the lamp is ignited in the same way as without a base load. During the subsequent part of the half-wave, the total voltage u is divided into a portion M ₆ between the bus lines 11 and 12 and the remainder, which is connected to the magnetic amplifier 15. The throttle 17 is further remagnetized by the voltage it _b until it is completely saturated, which may occur, for example, at the point in time 5 " _16. This process has practically no effect on the operation of the lamps. After the point in time S _1S , the base load 16 is fully effective However, since the lamps are already on, a slight inequality of the two halves of the magnetic amplifier and a resulting inequality of the positive and negative half-wave of the voltage u _b cannot result in a disruptive flicker effect.

Der zugehörige Verlauf des Lampenstromes wird durch die Kurve i in Fig. 2 beispielsweise veranschaulicht. The associated curve of the lamp current is illustrated, for example, by curve i in FIG. 2.

Mit der beschriebenen Steuereinrichtung kann der Lampenstrom soweit herabgesetzt werden, daß schließlich die Entladungen unterbleiben und somit völlige Dunkelheit eintritt. Dadurch ist in der Regel den Anforderungen bezüglich Verdunkelung in Kinos, Vortragssälen usw. Genüge getan.With the control device described, the lamp current can be reduced to such an extent that finally the discharges cease and thus complete darkness occurs. This is usually the requirements regarding blackout in cinemas, lecture halls, etc. are met.

Zur Veranschaulichung der verschiedenen Steuerzustände sind in Fig. 3 die entsprechenden Kurven des Verlaufes der Spannung u_b für verschiedene Steuerströme des Magnetverstärkers 15 übereinandergezeichnet. To illustrate the different control states, the corresponding curves of the course of the voltage u _b for different control currents of the magnetic amplifier 15 are drawn one above the other in FIG.

Eine besonders weitgehende Verminderung des Lampenstromes kann mit der beschriebenen Anordnung erzielt werden, wenn in jedem Lampenstromzweig außer einer gewöhnlichen Luftspaltdrossel 14 eine Drossel mit einem geschlossenen und beim Nennstromwert der Lampe hochgesättigten Magnetkern gemäß Patent 1 003 355 mit der Lampe 13 in Reihe geschaltet ist, so daß die Neigung der resultierenden Kennlinie der gesamten Vorschaltimpedanz eines Lampenzweiges auch für die kleinsten betriebsmäßig noch vorkommenden Werte des Lampenstromes größer ist als die Neigung der Lichtbogenkennlinie für den jeweils gleichen Stromwert. Die Sättigungsdrossel kann mit der Drossel 14 zu einem einzigen Bauelement vereinigt werden, indem die beiden Drosselkerne eine gemeinsame Wicklung erhalten. Die einzelnen Blechschichten der beiden Kerne können ineinander verschachtelt werden, es entsteht dadurch ein Kern mit an einer Stelle verengtem Querschnitt, ein sogenannter Isthmuskern.A particularly extensive reduction in the lamp current can be achieved with the arrangement described can be achieved if in each lamp branch apart from an ordinary air gap choke 14 a choke with a closed magnetic core that is highly saturated at the rated current value of the lamp according to patent 1 003 355 is connected in series with the lamp 13, so that the inclination of the resulting Characteristic curve of the entire series impedance of a lamp branch, even for the smallest operationally the values of the lamp current that still occur is greater than the inclination of the arc characteristic for the same current value in each case. The saturable choke can be combined with the choke 14 to form a single component are combined by giving the two inductor cores a common winding. The individual sheet metal layers of the two cores can be nested into one another, thereby creating a core with a narrowed cross-section at one point, a so-called isthmus core.

Es ist ferner auch möglich, als Grundlast einen spannungsabhängigen Widerstand (Varistor) zu verwenden. It is also possible to use a voltage-dependent resistor (varistor) as the base load.

Claims

Patent claims:

1. Switching arrangement for brightness control of low-voltage fluorescent lamps by means of Magnetic amplifier with base load connected in parallel to the lamp branches, characterized in that that the base load resistance is within the half cycle of the feeding AC voltage is automatically variable in such a way that it increases a significantly at the beginning of the half-cycle Has resistance value.

2. Switching arrangement according to claim 1, characterized in that the base load from the series connection an ohmic resistor and a saturable choke, the magnetizing current of which is smaller than that for remagnetization of the magnetic amplifier with a given pre-excitation current required.

3. Switching arrangement according to claim 1, characterized in that in the base load circuit a switching element controlled synchronously with the supplying alternating voltage is arranged.

4. Switching arrangement according to claim 1, characterized in that the base load of one voltage-dependent resistance is formed.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2,665,394.

1 sheet of drawings