DE1169035B

DE1169035B - Switching arrangement for operating fluorescent lamps in two brightness levels, corresponding to full and reduced brightness

Info

Publication number: DE1169035B
Application number: DES77299A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Willi Beck; Dipl-Ing Rolf Lehmann; Dipl-Ing Walter Tosberg
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-12-27
Filing date: 1961-12-27
Publication date: 1964-04-30
Also published as: DE1169035C2

Description

Schaltanordnung zum Betrieb von Leuchtstofflampen in zwei Helligkeitsstufen, entsprechend voller und herabgesetzter Helligkeit Es ist bekannt, zur Beleuchtung von Straßen Gasentladungslarnpen zu verwenden, die über der Fahrbahn aufgehängt oder an Befestigungsvorrichtungen seitlich der Straße angebracht sind. Um eine gute Beleuchtung zu gewährleisten, werden die Leuchtstofflampen oft in kurzen Abständen voneinander angeordnet. Man hat auch schon Lichtbänder verwendet, die aus einer mehr oder weniger ununterbrochenen Reihe von Leuchtstofflampen gebildet sind. Derartige Lichtbänder hat man zur Beleuchtung von Gehsteigen oder Brücken mit dem Geländer kombiniert. Auf diese Weise läß,t sich eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung einer Fahrbahn, eines Tunnels oder eines Gehsteigers erzielen.Switching arrangement for the operation of fluorescent lamps in two brightness levels, It is known to illuminate accordingly full and reduced brightness from roads to use gas discharge lamps, which are suspended above the roadway or attached to fastening devices on the side of the road. To be good To ensure lighting, the fluorescent lamps are often used at short intervals arranged from each other. Light strips have also been used that consist of a more or less uninterrupted series of fluorescent lamps are formed. Such Strip lights are used to illuminate sidewalks or bridges with the railing combined. In this way a particularly uniform illumination can be achieved a roadway, tunnel or sidewalk.

Durch die große Anzahl der für eine gute Beleuchtung erforderlichen Lampen ergibt sich ein sehr hoher Energieverbrauch, der in verkehrsarmen Zeiten nicht gerechtfertigt erscheint. Es ist daher erwünscht, den Energieverbrauch durch Herabsetzung der Beleuchtungsstärke in verkehrsschwachen Zeiten einzuschränken.Due to the large number of items required for good lighting Lamps result in a very high energy consumption in times of low traffic seems unjustified. It is therefore desirable to reduce the energy consumption by To limit the reduction of the illuminance in times of low traffic.

Eine Steuerung der Helligkeit vom Leuehtstofflampen ist wegen der erforderlichen Zündspannung in jeder Halbwelle nicht ohne großen Aufwand möglich. Bisher wurden vielfach Lichtsteuergeräte mit Thyratrons verwendet, welche die Brennzeit durch Anschnitt der Wechselspannungshalbwelle ändern. Auch Lichtsteuergeräte mit Magnetverstärkern sind bekannt. Diese Ausführungen lassen sich aus wirtschaftlichen Gründern nicht allgemein zur Steuerung von Straßenbeleuchtungen verwenden. Man hat daher schon vorgeschlagen, einzelne Lampen oder Lampengruppen in verkehrsschwachen Zeiten abzuschalten. Eine derartige Abschaltung kann jedoch bei einer Fahrbahnbeleuchtung mit Lichtbändern nicht angewendet werden, da beim Durchfahren mit bestimmten Geschwindigkeiten ein Flackereind@uck (Tunneleffekt) entsteht und ein ungünstiger Einfluß auf die Gleichmäßigkeit der Beleuchtung ausgeübt wird.A control of the brightness of the fluorescent lamp is because of that required ignition voltage in each half-wave not possible without great effort. So far, light control devices with thyratrons have been used in many cases, which control the burning time change by cutting the AC voltage half-wave. Also light control devices with Magnetic amplifiers are known. These designs can be derived from economic Do not generally use founders to control street lights. One has therefore already proposed individual lamps or groups of lamps in low traffic areas Switch off times. However, such a switch-off can occur in the case of lane lighting with light strips are not used, because when driving through at certain speeds a flickering ind @ uck (tunnel effect) arises and an unfavorable influence on the Uniformity of lighting is exercised.

Bei der Beleuchtung von Räumen mit Deckenleuchten, die aus mehreren transparenten Schalen mit im Inneren angeordneten Leuchtstofflampen gebildet sind, körnen sich ähnliche Schwierigkeiten bei der Herabsetzung der Helligkeit insofern ergeben, als die bekannten Geräte in vielen Fällen zu aufwendig sind. Andererseits. werden bei der Ausschaltung einzelner Lampen die Schalem nicht mehr gleichmäßig erhellt. Darunter leidet die gute Wirkung einer solchen Beleuchtungsanordnung.When lighting rooms with ceiling lights that consist of several transparent shells are formed with fluorescent lamps arranged inside, you may experience similar difficulties in lowering the brightness insofar result than the known devices are too expensive in many cases. On the other hand. When individual lamps are switched off, the shells are no longer uniform brightens. The good effect of such a lighting arrangement suffers from this.

Es ist bereits: vorgeschlagen worden, zur Beleuchtung von Verkehrsunterführungen Leuchtstofflampen mit vorheizbaren Glühelektroden zu verwenden, die mit einem Starter gezündet und wahlweise mit voller und herabgesetzter Helligkeit betrieben werden und zum Betrieb mit herabgesetzter Helligkeit die Induktivität eines Vorschaltgerätes zu erhöhen. Ein Heiztransformator stellt dabei bei herabgesetzter Leistung der Leuchtstofflampe die erforderliche Beheizung der Glühelektroden sicher. Dieser Heiztransformator wird durch primärseitig und sekundärseitig angeordnete Kontaktpaare zugeschaltet. Zugleich wird' der der Leuchtstofflampe parallel geschaltete Starter durch (öffnen eines Kontaktas abgeschaltet. Bei der Ausführung der Schaltungsanordnung nach diesem älteren. Vorschlag sind für jede Leuchtstofflampe mindestens fünf Kontaktpaare erforderlich, die durch ein Relais ferngesteuert werden.It has already been: proposed to illuminate traffic underpasses Use fluorescent lamps with preheatable electrodes that come with a starter ignited and operated either with full or reduced brightness and the inductance of a ballast for operation with reduced brightness to increase. A heating transformer provides a reduced output of the fluorescent lamp the required heating of the glow electrodes. This filament transformer is switched on by contact pairs arranged on the primary and secondary sides. At the same time, the starter connected in parallel to the fluorescent lamp is opened through ( of a contact is switched off. When executing the circuit arrangement according to this older. Suggestion, at least five contact pairs are required for each fluorescent lamp, which are remotely controlled by a relay.

Die Erfindung betrifft eine vörteilhafte Verbesserung an einer derartigen Schaltungsanordnung zum Betrieb von mit vorheizbaxan Glühelektroden ausgerüsteten und mit je einem Starter versehenen 1.euchtstoftlampen, in zwei Helligkeitsstufen, entsprechend voller und herabgesetzter Helligkeit, bei der zur Herabsetzung der Helligkeit die Induktivität eines Vorschaltgerätes erhöht und zugleich die Primärwicklung eines Heiztransformators an Spannung geschaltet wird, während zur Heraufsetzung der Helligkeit auf einen vollen Wert umgekehrt verfahren wird. Gemäß der Erfindung ist der Starter dauernd mit den Glühelektroden verbunden, und die Sekundärwicklungen des Heiztransformators sind dauernd und in der Weise an je eine Glühelektrode angeschlossen, daß beim Startvorgang der Leuchtstofflampe die Wechselflüsse in den Sekundärwicklungen dieselbe Richtung haben. Durch die besondere Anschaltung der Sekundärwicklungen des Heiztransformators wird der Strom während des Startvorganges gezwungen, über die Glühelektroden und den Starter zu fließen und nicht über die den Glühelektroden parallel geschalteten Sekundärwicklungen, so daß ein Kaltstart, der zu einem Verschleiß der Glühelektroden führt, ohne Auftrennung der Sekundärwicklungen verhindert wird. Auf diese Weise ergibt sich ein verminderter Aufwand an Schaltkontakten und damit eine geringe Fehlermöglichkeit. Dadurch, daß zur Herabsetzung der Beleuchtungsstärke nicht einzelne Lampen einer Beleuchtungsanlage abgeschaltet werden, sondern die Helligkeit der Lampen selbst geändert wird, werden bei der Straßenbeleuchtung mit Lichtbändern die sogen. Tunneleffekte und eine ungleichmäßige Fahrbahnbeleuchtung vermieden. Deckenleuchten, bei denen Leuchtstofflampen mit transparenten Abdeckungen verwendet sind, bleiben durch die Herabsetzung der Helligkeit der Leuchtstofflampen gleichmäßig erhellt.The invention relates to an advantageous improvement on such Circuit arrangement for operating glow electrodes equipped with preheating baxan and with a starter each 1st fluorescent lamp, in two brightness levels, correspondingly full and reduced brightness, in which to reduce the Brightness increases the inductance of a ballast and at the same time increases the primary winding a filament transformer is switched to voltage, while for stepping up the brightness is reversed to a full value. According to the invention the starter is permanently connected to the glow electrodes and the secondary windings of Heating transformers are permanently connected to one glow electrode each in such a way that that when starting the fluorescent lamp, the alternating fluxes in the secondary windings have the same direction. Due to the special connection of the secondary windings of the filament transformer, the current is forced over during the starting process the glow electrodes and the starter to flow and not over the glow electrodes Secondary windings connected in parallel, so that a cold start, which leads to wear the glow electrodes is prevented without separation of the secondary windings. This results in a reduced expenditure on switch contacts and thus a low possibility of error. The fact that to reduce the illuminance not individual lamps of a lighting system are switched off, but the The brightness of the lamps themselves is changed when street lighting is used Light bands the so-called. Tunnel effects and uneven road lighting avoided. Ceiling lights that use fluorescent lamps with transparent covers are used, remain by reducing the brightness of the fluorescent lamps evenly brightens.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In der Figur ist mit 1 eine Leuchtstofflampe bezeichnet, deren eine Glühelektrode 2 über das Vorschaltgerät 4 an den Leitungspol R angeschlossen ist. Die andere Glühelektrode 3 der Leuchtstofflampe ist mit dem Leitungspol O einer nicht dargestellten Wechselspannungsquelle verbunden. Zur Erzeugung des für die Zündurig der Lampe erforderlichen Spannungsstoßes dient der Starter 15, der beispielsweise ein Glimmzünder sein kann. Wird an die Leitungspole R, O eine Wechselspannung angelegt, so schließt im Glimmzünder ein Bi-Metallstreifen, infolge der durch eine Glimmentladung auftretenden Erwärmungen seine Kontakte. Dadurch fließt ein starker Heizstrom durch die Glühelektroden 2, 3, die erhitzt werden. Da bei geschlossenen Kontakten der Bi-Metallstreifen nicht mehr erwärmt wird, kühlt er sich ab und seine Kontakte öffnen sich, wodurch in dem Vorschaltgerät 4 ein Spannungsstoß erzeugt wird, der die Lampe 1 zündet. Zur Herabsetzung der Helligkeit wird die Induktivität des Vorschaltgerätes erhöht und zugleich die Primärwicklung w1 des Heiztransformators 7 an Spannung ge- schaltet, wobei zur Heraufsetzung der Helligkeit auf einen vollen Wert umgekehrt verfahren wird. Gemäß der Erfindung ist der Starter 15 dauernd mit den Glühelektroden 2, 3 verbunden, und die Sekundärwicklungen w2, w3 des Heiztransformators 7 sind dauernd und in der Weise an je eine Glühelektrode. angeschlossen, daß beim Startvorgang der Leuchtstofflampe l die Wechselflüsse in den Sekundärwicklungen w." w, dieselbe Richtung haben. Auf diese Weise wird die Impedanz der Sekundärwicklungen wesentlich größer als der Widerstand der Glühelektroden, so daß beim Startvorgang der Strom gezwungen ist, über die Glühelektroden zu fließen und diese auf das erforderliche Maß aufzuheizen. Zum Betrieb der Leuchtstofflampe mit voller Helligkeit ist der Heiztransformator nicht erforderlich, weshalb die Primärwicklung w1 abgeschaltet bleibt. Bei der Inbetriebnahme der Leuchtstofflampe mit herabgesetzter Helligkeit übernehmen die Sekundärwicklungen r,"" w3 die Beheizung der Glühelektroden 2, 3. Um bei tiefen Außentemperaturen Zündstörungen zu vermeiden, wird zum Betrieb der Leuchtstofflampen mit herabgesetzter Helligkeit zunächst die volle Helligkeit eingeschaltet und dann erst auf die herabgesetzte Helligkeit umgeschaltet.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. In the figure, 1 denotes a fluorescent lamp, one glow electrode 2 of which is connected to the line pole R via the ballast 4. The other glow electrode 3 of the fluorescent lamp is connected to the line pole O of an alternating voltage source, not shown. The starter 15, which can be, for example, a glow starter, is used to generate the voltage surge required to ignite the lamp. If an alternating voltage is applied to the line poles R, O, a bimetal strip closes its contacts in the glow starter as a result of the heating caused by a glow discharge. As a result, a strong heating current flows through the glow electrodes 2, 3, which are heated. Since the bi-metal strip is no longer heated when the contacts are closed, it cools down and its contacts open, as a result of which a voltage surge is generated in the ballast 4, which ignites the lamp 1. To reduce the brightness, the inductance of the ballast is increased, and at the same time the primary winding of the heating transformer 7 w1 switched through to voltage, the procedure being reversed to the raising of the brightness to a full value. According to the invention, the starter 15 is permanently connected to the glow electrodes 2, 3, and the secondary windings w2, w3 of the heating transformer 7 are permanently connected to one glow electrode each. connected that when starting the fluorescent lamp l the alternating fluxes in the secondary windings w. "w, have the same direction. In this way, the impedance of the secondary windings is significantly greater than the resistance of the glow electrodes, so that when starting the current is forced through the glow electrodes The heating transformer is not required to operate the fluorescent lamp with full brightness, which is why the primary winding w1 remains switched off. When the fluorescent lamp is started up with reduced brightness, the secondary windings r, "" w3 heat the glow electrodes 2, 3. In order to avoid ignition malfunctions at low outside temperatures, the full brightness is first switched on to operate the fluorescent lamps with reduced brightness and only then switched to the reduced brightness.

Zur Erhöhung der Induktivität des Vorschaltgerätes 4 ist in Reihe mit diesem mindestens ein weitere-s Vorschaltgerät 5 geschaltet, das bei voller Helligkeit der Leuchtstofflampe durch einen Stromkreis mit einem Schaltkontakt 6 überbrückt ist. Hierbei kann der Heiztransformator 7 für die Lampenelektroden 2, 3 an die Leitungspole R, O über einen Schaltkontakt 8 derart angeschlossen sein, daß bei geschlossenem Schaltkontakt 6 der Schaltkontakt 8 geöffnet ist und umgekehrt. Will man von der vollen auf eine herabgesetzte Helligkeit übergehen, so wird der Kontakt 6 geöffnet, so daß die Leuchtstofflampe 1 mit zwei Vorschaltgeräten 4, 5 betrieben wird. Zugleich wird der Heiztransformator durch Schließen des Kontaktes 8 eingeschaltet, und die Elektroden 2, 3 der Leuchtstofflampe werden beheizt.To increase the inductance of the ballast 4, at least one additional ballast 5 is connected in series with it, which is bridged by a circuit with a switching contact 6 when the fluorescent lamp is fully bright. Here, the heating transformer 7 for the lamp electrodes 2, 3 can be connected to the line poles R, O via a switching contact 8 in such a way that when the switching contact 6 is closed, the switching contact 8 is open and vice versa. If you want to go from the full to a reduced brightness, the contact 6 is opened so that the fluorescent lamp 1 is operated with two ballasts 4, 5. At the same time, the heating transformer is switched on by closing the contact 8, and the electrodes 2, 3 of the fluorescent lamp are heated.

Bei Verwendung von Kompensationskondensatoren 9, 10, ist es vorteilhaft, einen Teil 9 der Kompensa#tionskondensatoren an die speisenden Leitungspole R, O über einen Schaltkontakt 11 anzuschließen. Auf diese Weise kann eine Blindstromkompensation sowohl bei voller als auch bei herabgesetzter Leistung der Leuchtstofflampe erzielt werden, ohne daß eine Überkompensation und eine damit verbundene Spannungserhöhung bei herabgesetzter Helligkeit zu befürchten ist.When using compensation capacitors 9, 10, it is advantageous to connect part 9 of the compensation capacitors to the feeding line poles R, O via a switching contact 11 . In this way, reactive current compensation can be achieved both with full and with reduced power of the fluorescent lamp without having to fear overcompensation and an associated voltage increase with reduced brightness.

Wie in der Figur dargestellt ist, sind die Schaltkontakte 6, 8 und 11 an dem Schaltglied 14 des gemeinsamen Relais 12 mit Steuerleitung 13 angeschlossen. Dadurch ist es möglich, durch Zu- und Abschaltung einer einzigen Steuerleitung 13 eine Fernbedienung einer Leuchtstofflampe durchzuführen. Hierbei kann auch ein Relais mehreren Leuchtstofflampen zugeordnet sein. Werden in die Steuerleitung 13 mehrere, jeweils für einen Beleuchtungskörper vorgesehene Relais eingeschaltet, so ist eine Fernbedienung einer ganzen Beleuchtungsanlage, z. B. einer Straßenbeleuchtung, möglich.As shown in the figure, the switch contacts 6, 8 and 11 connected to the switching element 14 of the common relay 12 with control line 13. This makes it possible, by connecting and disconnecting a single control line 13 perform remote control of a fluorescent lamp. A relay can also be used here be assigned to several fluorescent lamps. If several, Each relay provided for a lighting fixture is switched on, so is one Remote control of an entire lighting system, e.g. B. street lighting, possible.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for operating with preheatable Fluorescent lamps equipped with glow electrodes and each with a starter in two brightness levels, correspondingly full and reduced brightness which increases the inductance of a ballast to reduce the brightness and at the same time the primary winding of a filament transformer is connected to voltage is reversed, while to increase the brightness to a full value is, characterized in that the starter (15) continuously with the glow electrodes (2, 3) is connected, and the secondary windings (wz, w ") of the filament transformer (7) are connected permanently and in such a way to a respective glow electrode that when Starting process of the fluorescent lamp (1) the alternating fluxes in the secondary windings (> 7>. =, W.) Have the same direction.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that when using compensation capacitors (9, 10) a part of the compensation capacitors (9) is connected to the feeding line poles (R, O) via a switching contact (11) of a relay (12), which also has contacts (6, 8) for changing the inductance of the ballast and for switching the primary winding (w1) of the heating transformer (7) on and off.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that a single relay has several fluorescent lamps assigned. Older patents considered: German Patent No. 1128 562.