DE1188202B

DE1188202B - Circuit arrangement for lighting and operating a high-pressure gas discharge lamp fed from an alternating current network

Info

Publication number: DE1188202B
Application number: DEC30370A
Authority: DE
Inventors: Charles Eugene Everest
Original assignee: Consolidated Electrodynamics Corp
Current assignee: Consolidated Electrodynamics Corp
Priority date: 1962-07-06
Filing date: 1963-07-05
Publication date: 1965-03-04

Description

Schaltungsanordnung zum Zünden und zum Betrieb einer aus einem Wechselstromnetz gespeisten Hochdruck-Gasentladungslampe Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Zünden und zum Betrieb einer aus einem Wechselstromnetz gespeisten Hochdruck-Gasentladungslampe. Es ist bekannt, solche Gasentladungslampen an die Sekundärwicklung eines Leistungstransformators anzuschließen, der zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen eine hohe Streureaktanz aufweist und bei dem ein Teil einer Wicklung zusammen mit einem parallel geschalteten Kondensator einen bei Netzfrequenz in Resonanz befindlichen Schwingungskreis bildet, derart, daß der zum Resonanzkreis gehörige Teil des Transformatorkerns im Sättigungsgebiet arbeitet und der Lampe eine von Netzspannungsschwankungen unabhängige konstante Speisespannung zugeführt wird.Circuit arrangement for igniting and operating one from an alternating current network powered high-pressure gas discharge lamp The invention relates to a circuit arrangement for igniting and operating a high-pressure gas discharge lamp fed from an alternating current network. It is known to connect such gas discharge lamps to the secondary winding of a power transformer to be connected, the high leakage reactance between the primary and secondary windings has and in which a part of a winding together with a parallel connected Capacitor forms an oscillating circuit that is in resonance at mains frequency, such that the part of the transformer core belonging to the resonance circuit is in the saturation region works and the lamp has a constant independent of mains voltage fluctuations Supply voltage is supplied.

Während aber die Entladung einer Gasentladungslampe mit relativ geringen Gleichspannungen aufrechterhalten werden kann, muß zur Zündung, d. h. zur Einleitung der Entladung, kurzzeitig ein sehr hoher Spannungsimpuls der Lampe zugeführt werden. Die Anforderungen zum Zünden und zur Aufrechterhaltung der Entladung sind also vollkommen voneinander verschieden, so daß besondere Schaltungen einerseits zum Zünden und andererseits zum Betrieb der Lampe entwickelt worden sind. Bekannt ist es, die Lampe mit Hilfe eines Hochfrequenzzündkreises zu zünden und die Hochfrequenzschwingungen über einen Transformator in den Lampenstromkreis einzuspeisen.However, while the discharge of a gas discharge lamp can be maintained with relatively low DC voltages, for ignition, i. H. To initiate the discharge, a very high voltage pulse is briefly applied to the lamp. The requirements for igniting and maintaining the discharge are therefore completely different from one another, so that special circuits have been developed on the one hand for igniting and on the other hand for operating the lamp. It is known to ignite the lamp with the aid of a high-frequency ignition circuit and to feed the high-frequency oscillations into the lamp circuit via a transformer.

Gemäß der Erfindung wird eine besonders einfache und betriebssichere Schaltung der genannten Art dadurch erhalten, daß der Leistungstransformator mit einer weiteren Sekundärwicklung versehen ist, die mit der die Lampe speisenden Sekundärwicklung fest gekoppelt und ebenso wie diese durch den die hohe Streureaktanz bildenden magnetischen Nebenschluß mit Luftspalt von der Primärwicklung getrennt ist und die in einem selbsttätigen, einen hochfrequenten Spannungsimpuls liefernden Zündkreis liecrt, der eine parallel geschaltete einstellbare Funkenstrecke und die Primärwicklung des Hochfrequenz-Einkopplungstransformators enthält, und daß an die die Lampe speisende Sekundärwicklung eine Gleichrichteranordnung und ein parallel zur Lampe geschalteter Speicherkondensator angeschlossen sind, wobei der Speicherkondensator so bemessen ist, daß vor der Zündung der Lampe die die Lampe speisende Wicklung im Leerlauf arbeitet und die vom Transformator abgegebene Leistung nur in den Zündkreis übertragen wird und in diesem den Zündimpuls auslöst, während nach dem Zünden der Lampe der Speicherkondensator sich über die Lampe entlädt und die vom Transformator abgegebene Leistung nun dem Lampenstromkreis zugeführt und der Zündstromkreis von selbst unwirksam wird.According to the invention, a particularly simple and reliable Circuit of the type mentioned obtained in that the power transformer with a further secondary winding is provided, which is connected to the secondary winding feeding the lamp firmly coupled and, like these, by the magnetic that forms the high leakage reactance Shunt with air gap is separated from the primary winding and which is in an automatic, an ignition circuit that delivers a high-frequency voltage pulse and one in parallel switched adjustable spark gap and the primary winding of the high-frequency coupling transformer contains, and that a rectifier arrangement is connected to the secondary winding feeding the lamp and a storage capacitor connected in parallel to the lamp is connected, wherein the storage capacitor is dimensioned so that before the ignition of the lamp the winding supplying the lamp is idling and the winding supplied by the transformer Power is only transferred to the ignition circuit and triggers the ignition pulse in it, while after igniting the lamp, the storage capacitor discharges through the lamp and the power output by the transformer is now fed to the lamp circuit and the ignition circuit becomes ineffective by itself.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung enthält eine Mindestzahl von in hohem Maße zuverlässig arbeitenden elektrischen Bauteilen ohne Verwendung von nur eine begrenzte Lebensdauer aufweisenden Teilen, wie Relais, Transistoren oder beweglichen Teilen. Die selbsttätige Zündschaltung befindet sich in dem Leistungstransformator für die Lampe, und dieser Leistungstransformator ist ein Regeltransformator, der selbsttätig eine Spannungsregulierung in der Größenordnung von ± 101/0 der Lampenleistung gewährleistet. Die erfindungsgemäße Schaltung zündet die Entladung in der Gasentladungslampe nicht nur selbsttätig ohne Betätigung eines besonderen Schalters, sondern sie ist auch so bemessen, daß die Zünd- und die Speiseschaltung wechselweise in der richtigen Zeitfolge wirksam werden. Falls ein plötzlicher Spannun,-,sabfall die Spannung an der Lampe unter den Wert der Dauerbetriebsspannung sinken läßt, so daß die Lampe erlischt, wird beim Wiederansteigen der Spannung der Zünd- und Speisevorgang schnell wiederholt, so daß die Lampe selbsttätig innerhalb einer Periode der Speisespannung wieder gezündet ist. Die erfindungsgemäße Schaltung enthält einen Leistungs-Regeltransförmator mit einem magnetischen Nebenschluß zwischen der Primärwicklung und den Sekundärwicklungen, so daß eine hohe Streuflußreaktanz entsteht"die in Abhängigkeit von den Betriebskennlinien der Bogenlampe bestimmt wird und als Ballastwiderstand für die Lampe wirkt. Die Primärwicklung des Transformators enthält eine Schaltung, die bei der ihr zugeführten Spannungsfrequenz in Resonanz tritt und in Kombination mit dem sättigungsfähigen Kein eine im wesentlichen konstante Spannung in der Sekundärwicklungsanordnung erzeugt. Zweckmäßig weist die Primärwicklung des Leistungstransformators eine mit einer Klemme des Netzes verbundene Mittelanzapfung auf, so daß die Netzspannung nur an einem Teil der Primärwicklung liegt, während der die Resonanz herbeiführende Kondensator zu der gesamten Primärwicklung parallel geschaltet ist. Die Sekundärwicklungsanordnung besteht aus zwei Sekundärwicklungen, von denen eine in der selbsttätigen Zündschaltung liegt, während die andere zur Speisung der Bogenlampe vorgesehen ist. Die Zündschaltung ist so ausgelegt, daß sie kurzzeitig einen Zündimpuls hoher Spannung und hoher Frequenz in Abhängigkeit von der der zum Zündkreis zugehörigen Sekundärwicklung zugeführten Energie erzeugt, die zum Zünden der Lampe ausreicht. Diese Zündschaltung enthält zwei in Abstand liegende Elektroden zur Erzeugung des Zündimpulses beim übergang einer elektrischen Entladung zwischen ihnen sowie Einrichtungen, um den Zündimpuls in den Speisekreis der Bogenlampe einzuspeisen. Die Lampenspeiseschaltung ist der anderen Sekundärwicklung zugeordnet und enthält Gleichrichter-Filtereinrichtungen zur Erzeugung des Gleichstrompotentials, um die Lampe gezündet zu halten. Der in der Gleichrichter-Filtereinrichtung liegende Speicherkondensator dient zur vorübergehenden Speicherung der aus der Primärwicklung kommenden Leistung und läßt dabei vor Zündung der Lampe die die Lampe speisende Sekundärwicklung leer laufen, d. h., er verhindert die Energieübertragung auf diese Sekundärwicklung, so daß die Transfonnatorleistung praktisch nur der Sekundärwicklung für die Zündschaltung zugeführt wird, so daß im Zündkreis die elektrische Entladung zwischen den Elektroden der Funkenstrecke und damit der hochfrequente Zündimpuls ausgelöst wird. Setzt die elektrische Entladung in der Funkenstrecke des Zündkreises ein, so wird der entstehende Zündimpuls augenblicklich der Bogenlampe zugeführt, um die Zündung der Lampe einzuleiten. Praktisch gleichzeitig mit der Zündung der Lampe wird der Speicherkondensator auf einen Spannungswert entladen, bei dem er die zugehörige Sekundärwicklung im Lampenspeisekreis freigibt, wodurch dieser Wicklung nun die vom Transformator gelieferte Energie zugeführt wird, so daß der entstehende gleichgerichtete Strom der Bogenlampe zur Aufrechterhaltung der Entladung zugeführt wird. Durch die Zuführung der in der Primärwicklung erzeugten Leistung in die Lampenspeiseschaltung wird das sich in der anderen zum Zündkreis gehörigen Sekundärwicklung einstellende Potential auf einem Wert gehalten, der eine weitere elektrische Entladung in der Funkenstrecke der Zündschaltung verhindert, so daß nun im wesentlichen die gesamte Transformatorleistung auf die Speiseschaltung übertragen und damit die Lampe in Betrieb gehalten wird. Zur Verbesserung der Spannungsstabilisierung ist es zweckmäßig, die Mittelanzapfung der Primärwicklung des Leistungstransformators mit der Klemme des Netzes über eine Induktionsspule zu verbinden, die einen mit einem Luftspalt versehenen Magnetkein aufweist. Zum Betrieb einer Gasentladungslampe mit konstanter Leistung verwendet man gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorteilhaft einen weiteren Leistungstransformator, der zu dem ersten Leistungstransformator parallel geschaltet ist und der ebenfalls über eine Gleichrichteranordnung die Lampe speist und so bemessen ist, daß die beiden Leistungstransformatoren zusammen eine hyperbolische Spannungs-Strom-Kennlinie aufweisen.The circuit arrangement according to the invention contains a minimum number of highly reliable electrical components without the use of parts that have only a limited service life, such as relays, transistors or moving parts. The automatic ignition circuit is located in the power transformer for the lamp, and this power transformer is a regulating transformer which automatically ensures voltage regulation in the order of ± 101/0 of the lamp power. The circuit according to the invention not only ignites the discharge in the gas discharge lamp automatically without actuating a special switch, but it is also dimensioned so that the ignition and the feed circuit alternately take effect in the correct time sequence. If a sudden voltage drop causes the voltage at the lamp to drop below the value of the continuous operating voltage, so that the lamp goes out, the ignition and supply process is quickly repeated when the voltage rises again, so that the lamp is automatically operated within one period of the supply voltage is reignited. The circuit according to the invention contains a power control transformer with a magnetic shunt between the primary winding and the secondary windings, so that a high leakage flux reactance arises "which is determined as a function of the operating characteristics of the arc lamp and acts as a ballast resistor for the lamp. The primary winding of the transformer contains a Circuit which resonates at the voltage frequency supplied to it and, in combination with the saturable signal, generates an essentially constant voltage in the secondary winding arrangement part of the primary winding, while the capacitor causing the resonance is connected in parallel to the entire primary winding Ignition circuit is, while the other is provided to power the arc lamp. The ignition circuit is designed so that it briefly generates an ignition pulse of high voltage and high frequency depending on the energy supplied to the secondary winding associated with the ignition circuit, which is sufficient to ignite the lamp. This ignition circuit contains two spaced electrodes for generating the ignition pulse when an electrical discharge passes between them, as well as devices for feeding the ignition pulse into the supply circuit of the arc lamp. The lamp feed circuit is assigned to the other secondary winding and contains rectifier-filter devices for generating the direct current potential in order to keep the lamp ignited. The storage capacitor located in the rectifier-filter device serves to temporarily store the power coming from the primary winding and allows the secondary winding that feeds the lamp to run empty before the lamp is ignited. That is, it prevents the transfer of energy to this secondary winding, so that the transformer power is practically only fed to the secondary winding for the ignition circuit, so that the electrical discharge between the electrodes of the spark gap and thus the high-frequency ignition pulse is triggered in the ignition circuit. If the electrical discharge starts in the spark gap of the ignition circuit, the resulting ignition pulse is immediately fed to the arc lamp in order to initiate the ignition of the lamp. Practically at the same time as the lamp is ignited, the storage capacitor is discharged to a voltage value at which it releases the associated secondary winding in the lamp feed circuit, whereby the energy supplied by the transformer is fed to this winding, so that the resulting rectified current is fed to the arc lamp to maintain the discharge will. By supplying the power generated in the primary winding to the lamp feed circuit, the potential in the other secondary winding belonging to the ignition circuit is kept at a value that prevents further electrical discharge in the spark gap of the ignition circuit, so that essentially the entire transformer output is now used the feed circuit is transmitted and thus the lamp is kept in operation. To improve the voltage stabilization, it is advisable to connect the center tap of the primary winding of the power transformer to the terminal of the network via an induction coil which does not have a magnet provided with an air gap. According to a further embodiment of the invention, a further power transformer is advantageously used to operate a gas discharge lamp with constant power; -Current characteristic curve.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen im einzelnen beschrieben, in denen F i g. 1 ein Schaltbild der Stromversorgungsschaltung mit der automatischen Zündschaltung gemäß der Erfindung ist; F i g. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Magnetkernes für den Leistungstransformator nach Fig. 1; F i g. 3 ist ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform der Stromversorgungsschaltung nach Fig. 1, und F i g. 4 gibt schematisch eine Magnetkernforrn des Leistungstransformators für die in F i g. 3 gezeigte Schaltung wieder.The invention is described in detail below with reference to the drawings which show it by way of example, in which FIG. 1 is a circuit diagram of the power supply circuit with the automatic ignition circuit according to the invention; F i g. 2 shows a schematic representation of the magnetic core for the power transformer according to FIG. 1; F i g. 3 is a circuit diagram of another embodiment of the power supply circuit of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 schematically shows a magnetic core form of the power transformer for the in FIG. 3 circuit shown again.

Die in den Zeichnungen gezeigte Stromversorgungsschaltung kann beispielsweise für eine Quecksilberdampf-Hochdrucklampe verwendetwerden. Die Schaltung 10 in F i g. 1 enthält einen Leistungstransformator 11 mit mehreren Sekundärwicklungen 12 und 13. Die Sekundärwicklung 12 gehört zu einer selbsttätigen Lampenzündschaltung und die Sekundärwicklung 13 zu der Lampenspeiseschaltung.The power supply circuit shown in the drawings can be used for a high pressure mercury vapor lamp, for example. The circuit 10 in FIG. 1 contains a power transformer 11 with several secondary windings 12 and 13. The secondary winding 12 belongs to an automatic lamp ignition circuit and the secondary winding 13 belongs to the lamp feed circuit.

Der Leistungstransformator 11 zeichnet sich dadurch aus, daß er eine hohe Streuflußreaktanz aufweist, die als Ballastwiderstand oder Stabilisator für die Bogenlampe 14 dient. Die Streuflußreaktanz des Transformators 11 besteht auf Grund eines magnetischen Nebenflusses, der zwischen der Primärwicklung und den Sekundärwicklungen vorgesehen ist. Der Transformator 11 enthält ferner eine in Kombination mit der Primärwicklung angeordnete Schaltung, die bei der der Primärwicklung zugeführten Spannungsfrequenz in Resonanz steht, um die Speisespannung bei Netzschwankungen von 1011/o oder mehr auf einem festen Wert von ± 1 zu halten, d. h. um eine im wesentlichen konstante Ausgangsspannung zu liefern.The power transformer 11 is characterized in that it has a high leakage flux reactance, which serves as a ballast resistor or stabilizer for the arc lamp 14. The leakage flux reactance of the transformer 11 is due to a secondary magnetic flux which is provided between the primary winding and the secondary windings. The transformer 11 also contains a circuit which is arranged in combination with the primary winding and which is in resonance at the voltage frequency fed to the primary winding in order to keep the supply voltage at a fixed value of ± 1 in the event of mains fluctuations of 1011 / o or more, i.e. H. to provide a substantially constant output voltage.

Der Transformator 11 ist als ferromagnetischer Transformator mit einer einen Mittelabgriff aufweisenden Primärwicklung 15 dargestellt. Die Primärwicklung 15 ist über den Mittelabgriff an eine Induktionsspule 16 geführt, die mit ihr in Reihe liegt. Dieser Spule 16 ist ein Eisenkern 16a mit einem Luftspalt Gl zugeordnet, der in dem Kraftlinienweg der Wicklung liegt. Der Luftspalt G, ist in F i g. 1 durch zwei Gruppen horizontaler Linien angedeutet, die zu beiden Seiten des Transformatorkerns liegen. Der Primärwicklung 15 ist ein Resonanzkondensator 17 parallel geschaltet, der zwischen den beiden Enden der Wicklung 15 liegt. Der Kondensator 17 ist so bemessen, daß er mit der Wicklung 15 bei der dieser Wicklung zugeführten Spannungsfrequenz in Resonanz tritt. Der Leistungstransformator wird an ein zur Verfügung stehendes Wechselstromnetz üblicher Frequenz und Spannung angeschlossen. Es ist daher notwendig, daß die Parameter der Primärwicklung 15 und des Kondensators 17 sowie auch die weiter unten beschriebenen Schaltungselemente entsprechend der Frequenz des Netzes bemessen werden. Der Transformator 11 enthält ferner einen Luftspalt G2, der die Streuflußreaktanz bzw. den magnetischen Widerstand des magnetischen Nebenflusses zwischen der Primärwicklung 15 und den Sekundärwicklungen 12 und 13 bestimmt.The transformer 11 is shown as a ferromagnetic transformer with a primary winding 15 having a center tap. The primary winding 15 is led via the center tap to an induction coil 16 which is in series with it. This coil 16 is assigned an iron core 16a with an air gap Gl, which lies in the path of the force lines of the winding. The air gap G i is shown in FIG. 1 indicated by two groups of horizontal lines that lie on both sides of the transformer core. A resonance capacitor 17 is connected in parallel with the primary winding 15 and is located between the two ends of the winding 15 . The capacitor 17 is dimensioned so that it enters into resonance with the winding 15 at the voltage frequency applied to this winding. The power transformer is connected to an available alternating current network with the usual frequency and voltage. It is therefore necessary that the parameters of the primary winding 15 and the capacitor 17 as well as the circuit elements described below are dimensioned according to the frequency of the network. The transformer 11 also contains an air gap G2 which determines the leakage flux reactance or the magnetic resistance of the secondary magnetic flux between the primary winding 15 and the secondary windings 12 and 13 .

In F i g. 2 ist der Leistungstransformator mit der Induktionsspule 16 im einzelnen dargestellt. In dieser Zeichnung sind die Induktionsspule 16 und der Transformator 11 der übersichtlichkeit halber als getrennte Bauelemente dargestellt, obwohl die Induktionsspule 16 leicht auch in der magnetischen Anordnung des Transformators 11 als Einheit untergebracht werden könnte. Die Induktionsspule 16 kann einen Kern in Form eines üblichen E-I-Lamellenkernes haben, wobei die Wicklung auf dem mittelsten Schenkel des E-förmigen Blechpaketes liegt, so daß ein geschlossener magnetischer Kraftlinienweg entsteht und der Luftspalt G, in diesen Weg zwischen den E- und I-förmigen Paketen an den äußeren Schenkeln gebildet wird. Dieser Luftspalt ist so bemessen, daß die Induktionsspule eine lineare Reaktanz aufweist. Die eine Ausgangsklemme der Induktionsspule 16 ist an die Stromquelle geführt, während der -andere Anschluß mit dem Mittelabgriff der Primärwicklung 15 des Transformators 11 verbunden ist.In Fig. 2 shows the power transformer with the induction coil 16 in detail. In this drawing, the induction coil 16 and the transformer 11 are shown as separate components for the sake of clarity, although the induction coil 16 could easily also be accommodated in the magnetic arrangement of the transformer 11 as a unit. The induction coil 16 can have a core in the form of a conventional EI lamellar core, the winding lying on the middle leg of the E-shaped laminated core, so that a closed magnetic path of force is created and the air gap G, in this path between the E and I. -shaped packets is formed on the outer legs. This air gap is dimensioned so that the induction coil has a linear reactance. One output terminal of the induction coil 16 is led to the power source, while the other terminal is connected to the center tap of the primary winding 15 of the transformer 11 .

Der Transformator 11 enthält einen rechteckigen Kern, der aus zwei E-förmigen Lamellenpaketen und einem I-förmigen Kein gebildet ist und den geschlossenen Kraftlinienweg bildet. Die beiden E-förmigen Lamellenpakete 20 und 21 liegen hinten aneinander, während das I-förmige Paket 22 an den Schenkeln des E-Kerns 20 anliegt und den Kraftlinienweg schließt. Die Primärwicklung 15 befindet sich auf dem mittleren Schenkel des Paketes 20, während die Sekundärwicklungen 12 und 13 eng miteinander gekoppelt auf dem mittleren Schenkel des Kerns 21 liegen, so daß die von der einen auf die andere Wicklung induzierten Spannungen ziemlich genau dem jeweiligen Windungsverhältnis entsprechen.The transformer 11 contains a rectangular core, which is formed from two E-shaped plate packs and an I-shaped hole and forms the closed path of the force lines. The two E-shaped lamella packs 20 and 21 lie against one another at the rear, while the I-shaped pack 22 rests against the legs of the E core 20 and closes the path of the lines of force. The primary winding 15 is located on the middle leg of the package 20, while the secondary windings 12 and 13 are closely coupled to one another on the middle leg of the core 21, so that the voltages induced from one to the other winding correspond almost exactly to the respective turns ratio.

Die Primärwicklung 15 und die Sekundärwicklungen 12 und 13 besitzen bei dieser Bauart einen Ab- stand voneinander und sind nicht so eng miteinander gekoppelt, wie dies bei einem üblichen Transformator zur Verringerung der Streuflußreaktanz vorgenommen wird. Der Abschnitt des Magnetkerns 20a dient als magnetischer Nebenschluß für den von der Primärwicklung 15 erzeugten Fluß; da dieser Fluß nicht die Sekundärwicklungen 12 und 13 ankoppelt, kann er als »Streufluß« bezeichnet werden. Dieser magnetische Nebenschluß wird in Abhängigkeit von der Lampenkennlinie festgelegt, so daß die sich dabei ergebende Streuflußreaktanz als Vorschalt- oder Stabilisierungsimpedanz für die Bogenlampe 14 dient. Zu diesem Zweck wird die Streuflußreaktanz nach Maßgabe der erforderlichen Betriebseigenschaften der Bogenlampe 14 eingestellt, indem man die Länge der Luftspalte G, in dem Nebenschlußarm 20 a verändert. Da eine kompakt-Bogenlampe (Kurzbogenlampe) im allgemeinen als ein Gerät mit konstanter Leistung betrachtet werden kann, sollte die Streuflußreaktanz bezüglich Spannung und Strom entsprechend ausgelegt werden.The primary winding 15 and the secondary windings 12 and 13 have in this type leave a gap from each other and are not coupled so close together, as is done in a conventional transformer to reduce Streuflußreaktanz. The portion of the magnetic core 20a serves as a magnetic shunt for the flux generated by the primary winding 15; since this flux does not couple the secondary windings 12 and 13 , it can be referred to as "leakage flux". This magnetic shunt is determined as a function of the lamp characteristic, so that the resulting leakage flux reactance serves as a ballast or stabilization impedance for the arc lamp 14. For this purpose, the leakage flux reactance is set in accordance with the required operating characteristics of the arc lamp 14 by changing the length of the air gap G in the shunt arm 20a. Since a compact arc lamp (short arc lamp) can generally be viewed as a constant power device, the leakage flux reactance with respect to voltage and current should be designed accordingly.

Im Zusammenhang mit Fig. 1 sollen die Sekundärwicklungen 12 und 13 näher beschrieben werden. Die der Sekundärwicklung 12 zugeordnete Schaltung ist eine selbsttätige Zündschaltung zur Erzeugung des Zündimpulses hoher Spannung und hoher Frequenz für die Bogenlampe 14. Die Impulserzeugereinrichtung besteht aus zwei in Abstand stehenden Elektroden 25 und 26, die auf einem U-förmigen isolierenden Halteteil 27 befestigt sind. Die Elektroden 25 und 26 bestehen zweckmäßigerweise aus zwei üblichen Schrauben, die in den Halteteil 27 eingeschraubt sind und zwischen sich einen Luftspalt 28 bilden, der leicht verstellt werden kann. Die Elektrode 26 ist an einen Punkt mit Bezugspotential oder Erde angeschlossen, während die Elektrode 25 mit einem Impulstransfonnator 31 in Verbindung steht. Die Primärwicklung 32 des Impulstransforinators 31 liegt zwischen der Elektrode 25 und einer Klemme der Sekundärwicklung 12, deren andere Klemme an Erde geführt ist oder mit der Elektrode 26 auf dem gleichen Potential liegt.In connection with FIG. 1 , the secondary windings 12 and 13 will be described in more detail. The secondary winding 12 associated circuit is an automatic ignition circuit for generating the ignition pulse, high voltage and high frequency for the arc lamp 14. The pulse generator device consists of two stationary spaced electrodes 25 and 26, the shaped U-on an insulating holding member attached 27th The electrodes 25 and 26 expediently consist of two conventional screws which are screwed into the holding part 27 and between them form an air gap 28 which can be easily adjusted. The electrode 26 is connected to a point with reference potential or earth, while the electrode 25 is connected to a pulse transformer 31 . The primary winding 32 of the pulse transformer 31 lies between the electrode 25 and a terminal of the secondary winding 12, the other terminal of which is connected to earth or is at the same potential as the electrode 26.

Die andere Sekundärwicklung 13 des Leistungstransforinators 11 steht mit einem Gleichrichterfilter in Verbindung, um die Gleichspannung zu erzeugen, die zur Speisung der Bogenlampe 14 notwendig ist. Die den Gleichrichterfiller bildenden Schaltungselemente sind in der Zeichnung gestrichelt eingerahmt und enthalten eine aus Vollwegdioden bestehende Gleichrichterschaltung, die mit Halbleiterdioden 33 und 34 bestückt ist, welche mit den beiden Endanschlüssen der Sekundärwicklung 13 in Verbindung stehen. Das der Gleichrichterschaltung zugeordnete Filterelement ist ein einzelner Kondensator 35, der zwischen den Kathoden der Dioden 33 und 34 und Erde liegt und daher mit dem geerdeten Mittelabgriff der Sekundärwicklung 13 auf gleichem Potential liegt. Die Lampenspeiseschaltung wird über einen Anschluß mit der Sekundärwicklung 36 des Impulstransformators 31 vervollständigt, die an die Anode 14a der Bogenlampe 14 geführt ist, während die Kathode 14 b der Bogenlampe 14 geerdet ist. Die Schaltung enthält ferner einen Widerstand 37, der zwischen dem Kondensator 35 und der Sekundärwicklung 36 des Impulstransforinators 31 in Reihe liegt und einen überbrückungsschalter 38 aufweist, der parallel geschaltet ist. Der Schalter 38 ist normalerweise geschlossen, so daß der Widerstand 37 für die folgenden Ausführungen nicht beachtet zu CD werden braucht.The other secondary winding 13 of the power transformer 11 is connected to a rectifier filter in order to generate the direct voltage which is necessary to feed the arc lamp 14. The circuit elements forming the rectifier filler are framed by dashed lines in the drawing and contain a rectifier circuit consisting of full wave diodes equipped with semiconductor diodes 33 and 34 which are connected to the two end connections of the secondary winding 13 . The filter element assigned to the rectifier circuit is a single capacitor 35 which is located between the cathodes of diodes 33 and 34 and earth and is therefore at the same potential with the earthed center tap of the secondary winding 13. The lamp feed circuit is completed via a connection with the secondary winding 36 of the pulse transformer 31 , which is led to the anode 14a of the arc lamp 14, while the cathode 14b of the arc lamp 14 is grounded. The circuit also includes a resistor 37 which is connected in series between the capacitor 35 and the secondary winding 36 of the pulse transformer 31 and has a bypass switch 38 which is connected in parallel. The switch 38 is normally closed, so that the resistor 37 does not need to be taken into account for the following explanations regarding CD.

Im folgenden werden die Schaltelemente der Schaltung nach F i g. 1 im einzelnen untersucht. Bei der Primärwicklung des Leistungstransformators 11 ist die Kombination des aus der Wicklung 15 und dem Kondensator 17 bestehenden Resonanzkreises bezüglich der magnetischen Eigenschaften des zugeordneten Magnetkerns so ausgelegt, daß der der Primärwicklung 15 entsprechende Abschnitt des Magnetkerns dauernd in gesättigtem Zustand betrieben wird. Wenn daher die Primärschaltung gesättigt betätigt wird, ergibt sich eine ziemlich konstante Flußänderung in dem Kernabschnitt, der den Sekundärwicklungen 12 und 13 zugehört. Diese konstante Änderung des Flusses in dem der Sekundärwicklung zugehörenden Kernabschnitt tritt während aller halben Perioden des Wechselstromeingangs auf. Bei einer konstanten Flußänderung in den Sekundärwicklungen 12 und 13 wird ein fast rechteckiges Ausgangssignal aus diesen Wicklungen und eine Spannung mit ün wesentlich konstanter Amplitude abgeleitet. Der durch den Kernabschnitt 20a laufende Streufluß ist mit Hilfe von Einlagen mit hohem magnetischem Widerstand für die Luftspalte G, bestimmt worden und stimmt mit der Leerlaufspannung und dem Kurzschlußstrom der Bogenlampe überein. Die dem Streufluß entsprechende Impedanz ist derart bemessen, daß sie als Stabilisierungsimpedanz wirkt und die Belastung der Bogenlampe 14 auf die bestimmte Spannung und den bestimmten Stromwert legt, der die Speisung der Lampe in ihrem normalen Betriebsbereich aufrechterhält. Die Belastungskennlinie der Lampe kann mit Hilfe der Streuflußreaktanz verstellt werden, so daß die der Lampe zugeführte Spannung bzw. der Strom die Lampe auf der vorbestimmten Kennlinie betreibt.In the following, the switching elements of the circuit according to FIG. 1 examined in detail. In the primary winding of the power transformer 11 , the combination of the resonance circuit consisting of the winding 15 and the capacitor 17 is designed with respect to the magnetic properties of the associated magnetic core so that the section of the magnetic core corresponding to the primary winding 15 is continuously operated in the saturated state. Therefore, when the primary circuit is saturated, there is a fairly constant change in flux in the core portion associated with the secondary windings 12 and 13 . This constant change in the flux in the core section associated with the secondary winding occurs during all half periods of the AC input. In the case of a constant change in the flux in the secondary windings 12 and 13 , an almost rectangular output signal is derived from these windings and a voltage with a substantially constant amplitude is derived. The leakage flux running through the core section 20a has been determined with the aid of inserts with high magnetic resistance for the air gaps G and corresponds to the open-circuit voltage and the short-circuit current of the arc lamp. The impedance corresponding to the leakage flux is dimensioned in such a way that it acts as a stabilizing impedance and places the load on the arc lamp 14 at the specific voltage and the specific current value which maintains the supply of the lamp in its normal operating range. The load characteristic of the lamp can be adjusted with the help of the leakage flux reactance so that the voltage or the current supplied to the lamp operates the lamp on the predetermined characteristic.

In die der Sekundärwicklung 12 zugeordneten Zündschaltung für die Lampe gelangt normalerweise kein Strom, solange der Luftspalt 28 zwischen den Elektroden 25 und 26 besteht. Die zur Einleitung einer elektrischen Entladung zwischen den Elektroden 25 und 26 notwendige Spannung kann daher als kritische Spannung bezeichnet werden, die zur Erregung des Zündkreises mindestens benötigt wird. Diese kritische Spannung muß nach Maßgabe des Zündimpulses bemessen sein, der für die besondere Bogenlampe 14 benötigt wird. Die Lampenspeiseschaltung oder Niederspannungsschaltung kann eine kritische Spannung besitzen, die die Leerlauf-Gleichspannung nach dem Zünden der Lampe bildet. Bei einer 10-Watt-Quecksilberdampflampe liegt diese Leerlaufspannung in der Größenordnung von 55 Volt und muß daher auf diesen Wert begrenzt werden. Dieser kritische Niederspannungswert läßt sich dadurch erhalten, daß die Länge des Luftspaltes 28 zwischen den Elektroden 25 und 26 so lange verstellt wird, bis eine elektrische Entladung entsteht. Die zur Herbeiführung einer elektrischen Entladung zwischen den Elektroden erforderliche Spannung VG läßt sich folgendermaßen angeben: wobei N12 und NU die Anzahl der Windungen für die Sekundärwicklungen 12 und 13 angeben (da nur eine Hälfte der Sekundärwicklung 13 für jede Halbwelle benutzt wird, steht in der Formel die Konstante 2); E" ist die Nennleerlaufspannung für die Bogenlampe.Normally, no current reaches the ignition circuit for the lamp assigned to the secondary winding 12 as long as the air gap 28 exists between the electrodes 25 and 26. The voltage required to initiate an electrical discharge between electrodes 25 and 26 can therefore be referred to as the critical voltage which is at least required to excite the ignition circuit. This critical voltage must be dimensioned in accordance with the ignition pulse that is required for the particular arc lamp 14. The lamp feed circuit or low-voltage circuit can have a critical voltage which forms the no-load DC voltage after the lamp has ignited. In the case of a 10 watt mercury vapor lamp, this open circuit voltage is in the order of magnitude of 55 volts and must therefore be limited to this value. This critical low voltage value can be obtained by adjusting the length of the air gap 28 between the electrodes 25 and 26 until an electrical discharge occurs. The voltage VG required to cause an electrical discharge between the electrodes can be specified as follows: where N12 and NU indicate the number of turns for the secondary windings 12 and 13 (since only half of the secondary winding 13 is used for each half-wave, the constant 2 is in the formula); E "is the nominal open circuit voltage for the arc lamp.

Es läßt sich erkennen, daß die Abstandseinstellung der Elektroden 25 und 26 leicht durch Bewegung einer der Elektroden in Richtung auf die andere verändert werden kann, wobei gleichzeitig die Bogenlampe beobachtet wird, bis sie zündet. Dadurch wird das Impulserzeugergerät auf den genauen Abstand zum Einsetzen der Entladung und zur Erzeugung des Zündimpulses eingestellt und auch die der Lampe 14 zugeführte Leerlaufspannung festgelegt. Es ist bekannt, daß eine zwischen zwei Elektroden erzeugte elektrische Entladung Hochfrequenzkomponenten enthält, die in dem erforderlichen Bereich zur Zündung der Bogenlampe liegen. Die zur Erzeugung der Entladung zwischen den Elektroden 25 und 26 erforderliche Spannung kommt aus der Sekundärwicklung 12 des Transformators 11 und wird der Lampe 14 über den Impulstransformator 31 angelegt. Wenn der aus der Sekundärwicklung 12 abgeleitete Hochspannungsimpuls nicht ausreicht, kann dieser durch einen Impulstransformator 31 erhöht werden, der eine Aufwärtstransformierung vornimmt, d. h. dessen Wicklungen so zueinander in einem Verhältnis stehen, daß die Entladungsspannung auf den erforderlichen Zündspannungswert transformiert wird.It can be seen that the spacing of electrodes 25 and 26 can be easily changed by moving one of the electrodes towards the other while observing the arc lamp until it ignites. As a result, the pulse generating device is set to the exact distance for the onset of the discharge and for the generation of the ignition pulse, and the open circuit voltage supplied to the lamp 14 is also set. It is known that an electrical discharge generated between two electrodes contains high frequency components which are in the range required to ignite the arc lamp. The voltage required to generate the discharge between the electrodes 25 and 26 comes from the secondary winding 12 of the transformer 11 and is applied to the lamp 14 via the pulse transformer 31 . If the high-voltage pulse derived from the secondary winding 12 is insufficient, it can be increased by a pulse transformer 31 which carries out a step-up transformation, i. H. the windings of which are in a ratio to one another in such a way that the discharge voltage is transformed to the required ignition voltage value.

Der Betrieb der automatischen Zündschaltung zusammen mit der automatischen Umschaltung der Energie aus der Primärwicklung des Leistungstransformators zwischen den Wicklungen 12 und 13 ist nachfolgend beschrieben. Wenn die Primärwicklung 15 des Transformators 11 erregt ist, wirkt die Ladung des Filterkondensators 35 an der Sekundärwicklung 13 und die strombegrenzende Wirkung der Streuinduktivität in den Luftspalten G, zusammen, um die Spannungen der fest gekoppelten Sekundärwicklungen 12 und 13 für wenige Perioden niedrig zu halten, bis sich der Kondensator 35 auflädt. Wenn der Kondensator 35 sich in seiner Ladung der Leerlaufspannung für die Lampe 14, d. h. dem Wert von 55 Volt nähert, nähert sich auch die Spannung zwischen den Elektroden 25 und 26 der überschlagsspannung. Wenn der erste Spitzenwert der Eingangsspannungswelle den Wert der überschlagsspannung für die Elektroden 25 und 26 übersteigt, erfolgt eine elektrische Entladung, und der Widerstand zwischen den Elektroden fällt augenblicklich auf einen sehr geringen Wert, wie dies für eine Gasentladung kennzeichnend ist.The operation of the automatic ignition circuit together with the automatic switching of energy from the primary winding of the power transformer between windings 12 and 13 is described below. When the primary winding 15 of the transformer 11 is excited, the charge of the filter capacitor 35 on the secondary winding 13 and the current-limiting effect of the leakage inductance in the air gaps G work together to keep the voltages of the tightly coupled secondary windings 12 and 13 low for a few periods, until the capacitor 35 charges. When the capacitor 35 is in charge of the open circuit voltage for the lamp 14, i. H. approaches the value of 55 volts, the voltage between electrodes 25 and 26 also approaches the withstand voltage. When the first peak value of the input voltage wave exceeds the value of the flashover voltage for electrodes 25 and 26 , an electrical discharge occurs and the resistance between the electrodes instantly drops to a very low value, as is characteristic of a gas discharge.

Unter diesen Bedingungen ist die Sekundärwicklung 12 kurzgeschlossen, und ihre Spannung fällt auf einen sehr geringen Wert ab. Auf Grund der festen Kopplung zwischen den Sekundärwicklungen 12 und 13 folgt die Spitzenspannung über der Sekundärwicklung 13 der über der Sekundärwicklung 12 liegenden Spannung auf ihren niedrigen Wert. Das in dem Kondensator 35 gespeicherte Potential von 55 Volt ist größer als dieser niedrige Wert, so daß die Dioden 33 und 34 wirksam in Sperrichtung vorgespannt sind und die Sekundärwicklung 13 vollständig unbelastet ist bzw. leer läuft. Dadurch wird die gesamte Eingangsleistung aus der Primärwicklung 15 auf die im Zündkreis liegende Sekundärwicklung 12 übertragen, und die gesamte Ausgangsleistung der Stromversorgungsschaltung wird für die elektrische Entladung zwischen den Elektroden 25 und 26 und dem Stromfluß in der Primärwicklung 32 des Impulstransformators 31 verwertet. Durch diese Schaltanordnung erhält die Hochfrequenz-Zündleistung einen Wert, der größer ist als derjenige zum Zünden handelsüblicher Quecksilberdampflampen unter normalen Bedingungen; demzufolge können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltung selbst ältere Lampen in der Zeitdauer einer Halbwelle der Versorgungsspannung gezündet werden.Under these conditions the secondary winding 12 is short-circuited and its voltage drops to a very low value. Due to the tight coupling between the secondary windings 12 and 13, the peak voltage across the secondary winding 13 follows the voltage across the secondary winding 12 to its low value. The potential of 55 volts stored in the capacitor 35 is greater than this low value, so that the diodes 33 and 34 are effectively reverse biased and the secondary winding 13 is completely unloaded or idling. As a result, the entire input power from the primary winding 15 is transferred to the secondary winding 12 in the ignition circuit, and the entire output power of the power supply circuit is used for the electrical discharge between the electrodes 25 and 26 and the current flow in the primary winding 32 of the pulse transformer 31 . This switching arrangement gives the high-frequency ignition power a value which is greater than that for igniting commercially available mercury vapor lamps under normal conditions; consequently, with the aid of the circuit according to the invention, even older lamps can be ignited in the duration of a half-cycle of the supply voltage.

Wie oben erwähnt sind die Schaltungsbauteile für die Netzfrequenz bemessen, so daß die durch die elektrische Entladung zwischen den Elektroden 25 und 26 erzeugten Hochfrequenzen nur sehr niedrigen Impedanzen gegenüberstehen; die Hochfrequenzkomponenten der elektrischen Entladung treten direkt parallel zur Primärwicklung 32 des Transformators 31 auf. Ferner bilden der Kondensator 35 und die im Lampenstromkreis liegende Sekundärwicklung 36 des Transformators 31 für diese Hochfrequenz-Zündimpulse eine niedrige Impedanz, so daß der Zündimpuls direkt der Anode und Kathode der Lampe zugeführt wird, um die Zündung einzuleiten.As mentioned above, the circuit components are dimensioned for the mains frequency so that the high frequencies generated by the electrical discharge between the electrodes 25 and 26 are opposed to only very low impedances; the high-frequency components of the electrical discharge occur directly in parallel with the primary winding 32 of the transformer 31 . Furthermore, the capacitor 35 and the secondary winding 36 of the transformer 31 in the lamp circuit form a low impedance for these high-frequency ignition pulses, so that the ignition pulse is fed directly to the anode and cathode of the lamp in order to initiate ignition.

Wenn der Stromfluß zwischen den Elektroden der Bogenlampe eingeleitet worden ist, wird die von dem Kondensator 35 gespeicherte Ladung über die Lampe 14 entladen, so daß die Ladung am Kondensator 35 auf einen Wert absinkt, bei dem die Dioden 33 und 34 leiten. Die in dem Kondensator 35 gespeicherte Ladung fällt sehr schnell auf diese Schaltspannung, die im vorliegenden Beispiel etwa 50 Volt beträgt. Wenn die Dioden 33 und 34 leiten, wird die Leistung der Primärwicklung 15 auf die Sekundärwicklung 13 umgeschaltet und die Zündschaltung praktisch abgeschaltet, da die zur Erzeugung eines weiteren elektrischen überschlags zwischen den Elektroden 25 und 26 erforderliche Spannung nicht erreicht wird, wenn die Ausgänge der Sekundärwicklung 13 freigegeben sind. Die gesamte Leistung aus der Primärwicklung 15 wird somit der Sekundärwicklung 13 zugeführt. Nachdem die Lampe 14 gezündet ist, fällt die Spannung am Kondensator 35 und daher auch an der Lampe 14 automatisch auf einen Wert, der etwa der halben Leerlaufspannung der Lampe entspricht. Dieser Leerlaufspannungswert reicht aus, um die Entladung der Lampe aufrechtzuerhalten. Die Entladung verbleibt daher unter solchen Bedingungen so lange, wie die Spannung an der Primärwicklung 15 aufrechterhalten wird.When the current flow between the electrodes of the arc lamp has been initiated, the charge stored by the capacitor 35 is discharged via the lamp 14, so that the charge on the capacitor 35 drops to a value at which the diodes 33 and 34 conduct. The charge stored in the capacitor 35 falls very quickly to this switching voltage, which in the present example is approximately 50 volts. When the diodes 33 and 34 conduct, the power of the primary winding 15 is switched to the secondary winding 13 and the ignition circuit is practically switched off, since the voltage required to generate a further electrical flashover between the electrodes 25 and 26 is not reached when the outputs of the secondary winding 13 are released. The entire power from the primary winding 15 is thus fed to the secondary winding 13. After the lamp 14 has ignited, the voltage across the capacitor 35 and therefore also across the lamp 14 automatically falls to a value which corresponds to approximately half the open circuit voltage of the lamp. This open circuit voltage value is sufficient to keep the lamp discharged. The discharge therefore remains under such conditions as long as the voltage across the primary winding 15 is maintained.

Es ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Stromversorgungsschaltung, daß nach der Zündung der Lampe 14 bei einem plötzlichen Spannungsabfall der Versorgungsspannung bis unter die Haltespannung der Lampe, so daß die Lampe erlischt, der zuvor beschriebene selbsttätige Zündzyklus selbsttätig und schnell von neuem eingeleitet wird, sobald die Versorgungsspannung wieder auf ihren normalen Wert zurückkehrt.It is an essential feature of the present power supply circuit, that after the ignition of the lamp 14 in the event of a sudden voltage drop in the supply voltage to below the holding voltage of the lamp, so that the lamp goes out, the one previously described automatic ignition cycle is automatically and quickly initiated again as soon as the supply voltage returns to its normal value.

Die Lampe 14 wird in diesem Fall selbsttätig innerhalb 17 Millisekunden nach Zuführung der normalen Spannung wieder gezündet. Diese selbsttätige Zündung ist besonders dann von Bedeutung, wenn die erfindungsgemäße Schaltung für Bogenlampen in Registrieroszillographen verwendet wird, bei denen der Ausfall von Angaben oder Daten -über die Dauer einer Sekunde schon schwerwiegend ist.In this case, the lamp 14 is automatically ignited again within 17 milliseconds after the normal voltage has been supplied. This automatic ignition is particularly important when the circuit according to the invention is used for arc lamps in recording oscilloscopes in which the failure of information or data is serious for a period of one second.

Die vorbeschriebene Schaltung ist kennzeichnend für eine Quecksilberdampflampe in Registrieroszillographen. Es ist bekannt, daß auch mit Xenon gefüllte Bogenlampen für das gleiche Gebiet verwendet werden können. Wird eine Xenonlampe in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Schaltung verwendet, so ist es nur erforderlich, den Schalter 38 zu öffnen und den Widerstand 37 in die Speiseschaltung der Lampe einzuschalten. Da die Xenonbogenlampe ein typisches Beispiel für Lampen mit niedriger Leistung ist, muß der Widerstand 37 so bemessen sein, daß er mit der Nennlampenleistung abgestimmt ist. Der Betrieb der Schaltung ist im übrigen der gleiche wie oben beschrieben.The circuit described above is characteristic of a mercury vapor lamp in recording oscilloscopes. It is known that arc lamps filled with xenon can also be used in the same area. If a xenon lamp is used in connection with the circuit according to the invention, it is only necessary to open the switch 38 and to connect the resistor 37 to the supply circuit of the lamp. Since the xenon arc lamp is a typical example of low wattage lamps, resistor 37 must be sized to match the rated lamp wattage. The operation of the circuit is otherwise the same as described above.

In F i g. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung gezeigt. Die Schaltung nach F i g. 3 ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige in F i g. 1, wurde jedoch abgeändert, um den Betrieb der Schaltung noch zu verbessern.In Fig. 3 and 4 a further embodiment of the circuit according to the invention is shown. The circuit according to FIG. 3 is essentially the same as that in FIG. 1, but has been modified to improve the operation of the circuit.

Wie oben beschrieben besitzen Hochleistungsbogenlampen im allgemeinen eine konstante Leistungskennlinie, weshalb die Stabilisierungsimpedanz eine Kennlinie besitzen muß, bei der die von der Lampe aufgenommene Leistung im wesentlichen über den Betriebsbereich konstant gehalten wird. Die Strom-Spannungs-Kennlinie verläuft daher in Form einer Hyperbel. Um diese hyperbolische Kennlinie zu erreichen, sind die rückwirkenden oder mit Blindwiderstand behafteten Elemente des Transformators 11 verändert worden; die Primärwicklung 15 besteht aus zwei parallelen Wicklungen 15A und 15B, die :mit zwei parallelen Sekundärwicklungen 13A und 13B zusammenwirken. Die Wicklungen 15A und 15B bestehen jeweils aus zwei Wicklungsabschnitten A-1 und A-2 sowie B-1 und B-2. Die Abschnitte A-1 und B-1 sind parallel mit der in Reihe liegenden Drosselspule 16 geschaltet. Die anderen Ab- schnitte A-2 und B-2 liegen parallel zueinander, und diese Parallelschaltung ist in Reihe mit dem Resonanzkondensator 17 geschaltet. Diese Anordnung bildet die Schaltung, die mit der Frequenz der Versorgungsspannung in Resonanz tritt.As described above, high-power arc lamps generally have a constant power characteristic, which is why the stabilizing impedance must have a characteristic in which the power consumed by the lamp is kept essentially constant over the operating range. The current-voltage characteristic therefore runs in the form of a hyperbola. In order to achieve this hyperbolic characteristic, the retroactive or reactive elements of the transformer 11 have been changed; the primary winding 15 consists of two parallel windings 15A and 15B which: cooperate with two parallel secondary windings 13A and 13B. The windings 15A and 15B each consist of two winding sections A-1 and A-2 and B-1 and B-2. The sections A-1 and B-1 are connected in parallel with the series choke coil 16 . The other sections A-2 and B-2 are parallel to each other, and this parallel connection is connected in series with the resonance capacitor 17. This arrangement forms the circuit that resonates with the frequency of the supply voltage.

Ein weiteres Merkmal des abgeänderten Leistungstransformators besteht darin, daß die Kombination der Wicklungen 13 A und 13B so ausgelegt ist, daß sie unterschiedliche Impedanzverhalten zeigen, so daß die Kombination dieser Impedanzverhalten die erwünschte hyperbolische Kennlinie ergibt, und zwar wenigstens über den normalen Betriebsbereich der Lampe, wodurch diese als ein Gerät mit konstanter Leistung arbeitet. Die in der Mitte angezapften Wicklungen 13 A und 13B sind mit ihren Mittelabgriffen an Erde geführt. Jede Wicklung enthält Vollweggleichrichter 33A und 33B sowie 34A und 34B. Diese Gleichrichter werden in ParalleIschaltung betrieben und sind jeweils mit der belasteten Seite des Filterkondensators 35 verbunden.Another feature of the modified power transformer is that the combination of the windings 13A and 13B are designed so that they exhibit different impedance behavior, so that the combination of the impedance behavior provides the desired hyperbolic curve, namely at least over the normal operating range of the lamp, making it work as a constant power device. The center tapped coils 13 A and 13B are guided with their center taps connected to ground. Each winding includes full wave rectifiers 33A and 33B and 34A and 34B. These rectifiers are operated in parallel and are each connected to the loaded side of the filter capacitor 35 .

Die eigentliche Speiseschaltung für die Lampe 14 ist ebenfalls dadurch abgeändert, daß ein zusätzlicher Filterbauteil neben dem Filterkondensator 35 verwendet wird. Dieser Filterbauteil ist hier als eine Drosselspule 41 dargestellt, die mit dem Ausgang der Gleichrichter 33 und 34 und der Sekundärwicklung 36 für den Hochfrequenz-Impulstransformator 31 in Reihe liegt. Zur Verbesserung der Kopplung des Zündimpulses aus der Sekundärwicklung 36 mit der Lampe 14 sind weitere parallel geschaltete Kondensatoren 42 und 43 an die andere Klemme der Sekundärwicklung 36 der Bogenlampe 14 geführt und mit dieser parallel geschaltet. Der Filterkondensator 35 kann eine Kapazität von 2500 Mikrofarad besitzen, während die Kondensatoren 42 und 43 relativ geringe Werte in der Größenordnung von 10 bzw. 0,005 Mikrofarad besitzen. Die beiden letzteren Kondensatoren verringern somit die dem Zündimpuls entgegenwirkende Impedanz und unterstützen die Kopplung des Impulses mit der Lampe 14.The actual feed circuit for the lamp 14 is also modified in that an additional filter component is used in addition to the filter capacitor 35. This filter component is shown here as a choke coil 41 which is connected in series with the output of the rectifiers 33 and 34 and the secondary winding 36 for the high-frequency pulse transformer 31 . To improve the coupling of the ignition pulse from the secondary winding 36 to the lamp 14, further capacitors 42 and 43 connected in parallel are routed to the other terminal of the secondary winding 36 of the arc lamp 14 and connected in parallel therewith. The filter capacitor 35 can have a capacitance of 2500 microfarads, while the capacitors 42 and 43 have relatively small values on the order of 10 and 0.005 microfarads, respectively. The latter two capacitors thus reduce the impedance counteracting the ignition pulse and support the coupling of the pulse to the lamp 14.

In F i g. 4 ist der magnetische Aufbau der Transformatoren 11' und ll!' mit den entsprechenden Wicklungen aus F i g. 3 dargestellt. Jeder Transformator enthält zwei rechteckige Magnetkernelemente mit drei Schenkeln, wobei der Mittelschenkel in jedem Fall den magnetischen Nebenschluß bildet und einen Luftspalt G2 besitzt. Wie in der ersten Ausführungsform dient der Mittelschenkel als magnetischer Nebenschlußweg, so daß ein wesentlicher Anteil des aus der Primärwicklung 15 stammenden Flusses nicht in die Sekundärwicklungen 12 und 13 gelangt und so die gewünschte Streuflußreaktanz zur Stabilisierung der Lampe entsteht. i Die Zündschaltung, der die Sekundärwicklung 12 zugehört, ist durch Einführung eines Resonanzkondensators 40 abgeändert, der in Reihe zwischen der Sekundärwicklung 12 und der Primärwicklung 32 des Impulstransformators 31 liegt. Der Kondensator 40 ist bezüglich der Induktivität der Primärwicklung 32 so bemessen, daß bei der gewünschten Hochfrequenz eine Resonanz auftritt, die zum Zünden der Lampe 14 notwendig ist; der Kondensator 40 liegt in der Nähe der Primärwicklung 32, um den Übergang des Zündimpulses zu verbessern. Auf Grund der elektrischen Entladung zwischen den Elektroden 25 und 26 wird ein weiter Frequenzbereich erzeugt, wobei die Kombination von Reaktanzen die Zündschaltung auf die erforderlichen Hochfrequenzen abstimmt, so daß nur diese Frequenzen auf die Bogenlampe 14 übertragen werden. Es läßt sich erkennen, daß die Übertragung von Energie bei diesen Frequenzen somit verbessert ist. Durch die Erfindung ist somit eine verbesserte, einfache und billige Stromversorgungsschaltung mit einer darin untergebrachten selbsttätigen Lampenzündschaltung geschaffen.In Fig. 4 is the magnetic structure of the transformers 11 ' and ll!' with the corresponding windings from FIG. 3 shown. Each transformer contains two rectangular magnetic core elements with three legs, the middle leg in each case forming the magnetic shunt and having an air gap G2 . As in the first embodiment, the center leg serves as a magnetic shunt path so that a substantial proportion of the flux originating from the primary winding 15 does not get into the secondary windings 12 and 13 and thus the desired leakage flux reactance for stabilizing the lamp is created. i The ignition circuit, which belongs to the secondary winding 12, a resonance capacitor 40 is modified by introduction of the pulse transformer is connected in series between the secondary winding 12 and primary winding 32 31st With regard to the inductance of the primary winding 32, the capacitor 40 is dimensioned such that at the desired high frequency a resonance occurs which is necessary for igniting the lamp 14; the capacitor 40 is located in the vicinity of the primary winding 32 in order to improve the transition of the ignition pulse. Due to the electrical discharge between the electrodes 25 and 26 , a wide frequency range is generated, the combination of reactances adapting the ignition circuit to the required high frequencies so that only these frequencies are transmitted to the arc lamp 14. It can be seen that the transmission of energy at these frequencies is thus improved. The invention thus creates an improved, simple and inexpensive power supply circuit with an automatic lamp ignition circuit accommodated therein.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for igniting and operating a high-pressure gas discharge lamp fed from an alternating current network, in which the lamp is connected to a secondary winding of a power transformer which has a high leakage reactance between the primary and secondary windings and in which part of a winding together with A capacitor connected in parallel forms an oscillating circuit which is in resonance at mains frequency, in such a way that the part of the transformer core belonging to the resonance circuit operates in the saturation region and the lamp is supplied with a constant supply voltage independent of mains voltage fluctuations, the lamp being ignited with the aid of a high-frequency ignition circuit and the High-frequency oscillations are fed into the lamp circuit via a transformer, the secondary winding of which is in the lamp circuit, d a - characterized in that the transformer is provided with a further secondary winding (12), which is firmly coupled to the secondary winding (13) feeding the lamp and, like this, is separated from the primary winding by the magnetic shunt with air gap (G2) which forms the high leakage reactance and the thief is in an automatic ignition circuit that delivers a high-frequency voltage pulse, which is still another adjustable spark gap connected in parallel and the primary winding (32) of the high-frequency coupling transformer (31) , and that a rectifier arrangement (33, 34) and a storage capacitor (35) connected in parallel to the lamp are connected to the secondary winding (13) feeding the lamp , wherein the storage capacitor is dimensioned so that before the ignition of the lamp, the secondary winding feeding the lamp is idling and the power output by the transformer is only transferred to the ignition circuit, so that the ignition pulse is triggered in this, while when the lamp is ignited the Storage capacitor discharges over the lamp and the The power emitted by the transformer is now fed to the lamp circuit, the ignition circuit becoming ineffective by itself.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the primary winding (15) of the power transformer (11) has a center tap connected to a mains connection terminal and that the capacitor of the resonant circuit is connected in parallel to the entire primary winding. 3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized by an induction coil (16) which connects the center tap of the primary winding (15) to the mains connection terminal and has a magnetic core (16a) provided with an air gap (G1) for voltage stabilization. 4. Circuit arrangement according to claim 1, 2 or 3, characterized by a further power transformer (ll! ') Which is connected in parallel to the first power transformer (ll') and also feeds the lamp via a rectifier arrangement (33A, 34A) and so is dimensioned so that the two power transformers together have a hyperbolic voltage-current characteristic in order to generate a constant output power. Documents considered:, German Patent No. 929 918; German Auslegeschrift No. 1 117 755; U.S. Patent No. 2,143,745; British Patent No. 574,980; French Pat. No. 1,294,528.