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DE19635686A1 - Vorschaltanordnung für Leuchtstofflampen mit wählbaren Leistungspegeln - Google Patents

Vorschaltanordnung für Leuchtstofflampen mit wählbaren Leistungspegeln

Info

Publication number
DE19635686A1
DE19635686A1 DE19635686A DE19635686A DE19635686A1 DE 19635686 A1 DE19635686 A1 DE 19635686A1 DE 19635686 A DE19635686 A DE 19635686A DE 19635686 A DE19635686 A DE 19635686A DE 19635686 A1 DE19635686 A1 DE 19635686A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit
lamp
energy
impedance
cathode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19635686A
Other languages
English (en)
Inventor
Louis Robert Nerone
Edward Eugene Hammer
Maria Estele Sanchez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE19635686A1 publication Critical patent/DE19635686A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/36Controlling
    • H05B41/38Controlling the intensity of light
    • H05B41/40Controlling the intensity of light discontinuously
    • H05B41/42Controlling the intensity of light discontinuously in two steps only

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft Leuchtstofflampen und Ballastschal­ tungen bzw. Vorschaltanordnungen dafür, und insbesondere solche Lampen und Vorschaltanordnungen, in welchen der Lei­ stungspegel der Lampe vom Benutzer gewählt werden kann.
Typische Leuchtstofflampen, beispielsweise für die Innen­ beleuchtung von Büros, verwenden eine ziemlich einfache in­ duktive Vorschaltanordnung zum Regeln des Stromflusses durch die Lampen. Der Stromfluß wird auf einen in etwa kon­ stanten Wert geregelt bzw. stabilisiert, was zu einer kon­ stanten Lampenleistung führt. Die Kathoden solcher Lampen sind typischerweise heizdrahtbeheizt und somit doppelendig. Die Kathoden sind für eine Dauerbeheizung ausgelegt, so­ lange die Lampen leitend sind.
Ziemlich ausgeklügelte Ballastschaltungen wurden entworfen, um einen Benutzer in die Lage zu versetzen, den Strompegel und somit den Leistungspegel der Lampen zu verändern. Der­ artige Ballastschaltungen erfordern jedoch zusätzlich dazu, daß sie selbst teuer sind, die Installation durch bei­ spielsweise ausgebildete Elektriker. Dieses addiert sich zu den Kosten derartiger Schaltungen hinzu.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorschaltanordnung (Ballastschaltung) zu schaffen, welche in Verbindung mit einer vorhandenen Vorschaltanordnung verwendet werden kann, um einen Benutzer einer Leuchtstofflampe in die Lage zu versetzen, mehrere Leistungspegel der Lampe zu wählen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen einer Ballastschaltung, die einfach zwischen die Heizdraht- Heizwicklung einer bestehenden Ballastschaltung und die Ka­ thode einer Lampe geschaltet werden kann.
Ein weitere Aufgabe der Erfindung ist das Bereitstellen ei­ ner Ballastschaltung, welche in einer bevorzugten Aus­ führungsform keine Installation durch ausgebildetes Perso­ nal erfordert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Leistungspegel-Wählschaltung in Verbindung mit einer Lam­ penschaltung geschaffen, welche eine Leuchtstofflampe mit einer ersten und zweiten Kathode mit Widerstandsheizungs- Heizdrähten, die jeweils an einem entsprechenden Ende einer Lampenröhre im Abstand angeordnet sind, erste und zweite Energieversorgungsleitungen, um die Kathoden jeweils mit einer Wechselstromenergiequelle zu verbinden, deren Lei­ stung selektiv freigegeben und durch einen Hauptschalter unterbrochen werden kann, und eine Vorschalt- bzw. Ballast­ drossel enthält, die mit einer der Energiezuführungsleitun­ gen in Reihe geschaltet ist und mehrere Heizdraht-Heizwick­ lungen zum Zuführen von Zuführen von Energie zu den Katho­ den enthält. Die Leistungspegel-Wählschaltung ist zwischen einer ersten Kathode und einer Heizdraht-Heizwicklung ange­ ordnet.
Die Leistungspegel-Wählschaltung enthält eine mit der Heiz­ draht-Heizwicklung verbundene Energieaufnahmeschaltung, um Energie davon aufzunehmen. Ferner ist eine Heizdraht- Versorgungsschaltung zum kontinuierlichen Zuführen verfüg­ barer Energie an die erste Kathode vorgesehen. Eine Schal­ tungsanordnung mit wählbarer Impedanz ist in Serie zwischen die ersten Energiezuführungsleitung und die erste Kathode geschaltet und reagiert auf eine vorbestimmte Dauer einer Unterbrechung der Energie aus der Wechselstromquelle zu den Energiezuführungsleitungen, um eine andere Impedanz der eine wählbare Impedanz aufweisenden Schaltung zu wählen und dadurch einen anderen Leistungspegel der Lampe zu wählen.
Die vorstehenden und weitere Aufgaben und Vorteile der Er­ findung werden aus der nachstehenden Beschreibung, wenn diese in Verbindung mit den Zeichnungen gelesen wird, deut­ lich, in welchen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer Leuchtstofflampe und ihrer Ballastschaltung in Übereinstimmung mit einer Ausführungs­ form der Erfindung ist;
Fig. 1A eine Detailansicht einer Leistungspegel-Wähl­ schaltung 24 von Fig. 1 ist, die in Blockform dargestellt, und in einer Hülse an dem Ende einer Leuchtstofflampe un­ tergebracht ist;
Fig. 1B eine Detailschaltbild-Ansicht des Transformators T2 von Fig. 1 ist;
Fig. 1C eine Detailansicht einer alternativen Schaltung zwischen Knoten 36A und 36B von Fig. 1 ist, die eine zu­ sätzliche Leuchtstofflampe 12′ in Serie zu der Lampe 12 von Fig. 1 geschaltet darstellt;
Fig. 2 ein Schaltbild, teilweise in Blockform, einer bevorzugten Implementation einer Hochfrequenz-Zerhackerschaltung 34 von Fig. 1 ist;
Fig. 2A eine Ansicht einer B-H Schleifenkurve für die in
Fig. 2 dargestellten Transformatorwicklungen T2A und T2B ist;
Fig. 3 eine schematische Schaltung, teilweise in Blockform, ist, um eine bevorzugte Form einer Impedanzwähl­ schaltung 28 in Fig. 1 zu implementieren;
Fig. 3A eine Spannungs/Strom-Charakteristik eines bevor­ zugten Schaltbauteils 84 für die Verwendung in der Schal­ tung von Fig. 3 darstellt.
Fig. 1 stellt eine Schaltung 10 dar, die eine Leucht­ stofflampe 12 und eine Vorschaltanordnung (Ballast­ schaltung) zum Zuführen von Energie zur Lampe von einer Wechselstromenergiequelle 14 enthält. Energiezufüh­ rungsleitungen 16 und 18 sind zur Aufnahme von Energie von der Quelle 14 geschaltet und liefern ein solche Energie an die Lampe 12. Ein Hauptschalter 20, wie z. B. ein üblicher Wandschalter, ist in der Energiezuführungsleitung 16 zwi­ schengeschaltet und gibt die Energie abhängig von seinem Schaltzustand (d. h. Ein oder Aus) an die Lampe frei oder unterbricht sie.
Eine Vorschalt- bzw. Ballastdrossel T1A und ein Vorschalt­ bzw. Ballastkondensator 22 konditionieren den an die Lampe 12 gelieferten Strom in einer an sich bekannten Weise. An­ dere Ballastdrosselanordnungen werden dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt sein, wie z. B. eine (nicht dargestellte) mit einer Autotransformator-Ballastdrossel. Mit der Ballast­ drossel T1A sind Heizdraht-Heizwicklungen T1B und T1C für die Versorgung der heizdrahtbeheizten Kathoden mit Energie gekoppelt. Die Wicklungen T1B und T1C sind dafür gedacht, solange Heizdrahtbeheizungsenergie an die Lampenkathoden zu liefern, wie der Hauptschalter eine Lieferung von Lampen­ energie von der Energiequelle 14 zuläßt.
In einer (nicht dargestellten) Konfiguration nach dem Stand der Technik wäre die Heizdrahtwicklung T1B direkt über der Kathode 12A der Lampe angeschlossen, d. h. in derselben Art wie die Heizdrahtwicklung T1C parallel zur Kathode 12B der Lampe geschaltet ist. Zwischen der Heizdrahtwicklung T1B und der Kathode 12A ist jedoch eine Leistungspegel-Wähl­ schaltung 24 gemäß der Erfindung angeordnet. Wie nachfol­ gend beschrieben wird, versetzt die Leistungspegel-Wähl­ schaltung 24 einen Benutzer der Lampe in die Lage, eine Auswahl unter verschiedenen Leistungspegeln der Lampe durch Betätigung des Hauptschalters 20 zu treffen.
Die Schaltung 24 ist in sich zwischen der Heizdrahtwicklung T1B und der Kathode 12A abgeschlossen; d. h. sie benötigt keine Verbindung zu einer zusätzlichen Schaltung außer der Heizdrahtwicklung T1B und der Kathode 12A. Demzufolge kann gemäß Darstellung in Fig. 1A eine derartige Leistungspegel- Wählschaltung 24 bequem in einer Hülsenanordnung 26 unter­ gebracht werden, die so über das linksseitig dargestellte Ende eine kürzeren als standardmäßigen Leuchtstofflampe 12 paßt, daß die sich ergebende Lampenlänge standardmäßig ist. Die Hülsenanordnung 26 wird bevorzugt an dem einem Ende der Lampe verklebt. Die so modifizierte Lampe 12 kann dann in eine bestehende Fassung ohne Veränderung der bereits vor­ handenen Ballastschaltung eingesetzt werden. Die Anschlüsse 26A der Hülsenanordnung 26 sind so angepaßt, daß sie über der Heizdrahtwicklung T1B gemäß Darstellung in Fig. 1 ange­ schlossen werden, während die doppelendige (d. h., die heiz­ drahtbeheizte) Kathode 12A mit der in Blockform dargestell­ ten Schaltung 24 verbunden wird. Die Verbindungen von der Schaltung 24 zu den Hülsenanschlüssen 26A und von der Schaltung 24 zu der Kathode 12A sind als horizontale ge­ strichelte Linien dargestellt. Natürlich kann die Leistungspegel-Wählschaltung 24 auf andere Arten untergebracht werden, wie z. B. in einer Lampenfassung zusammen mit der anderen Ballastschaltung für die Lampe.
Gemäß Fig. 1 führt die Leistungspegel-Wählschaltung 24 zwei getrennte Funktionen aus. Einerseits enthält sie eine Schaltungsanordnung 28 mit wählbarer Impedanz, die zwischen der Energiezuführungsleitung 16 und der Lampenkathode 12A in Reihe geschaltet ist. Im allgemeinen ist dann, wenn der schematisch dargestellte Schalter 30 zu Beginn geschlossen ist, während die Lampe mit Energie versorgt wird, der Lam­ penstrom maximal, da die Impedanz durch den Schalter 30 sehr niedrig ist. Ein Benutzer schaltet dann den Haupt­ schalter 20 für eine vorgegebene Dauer (z. B. die "Aus- Zeit") aus und schaltet ihn dann wieder ein. (Die Aus-Zeit liegt typisch zwischen einer Sekunde und einer Minute.) Wie es später im Detail unter Bezugnahme auf die nachstehende Fig. 3 noch erläutert wird, reagiert der Schalter 30 auf die erwähnte Aus-Zeit des Hauptschalters 20 und schaltet in einen offenen Zustand um. Dieses erzeugt eine Anordnung, welche einen den Schalter 30 überbrückenden Kondensator 32 in serieller Schaltung mit der Energieversorgung für die Lampe 12 anstelle des Schalter 30 mit der niedrigen Impe­ danz enthält. Die Leistung der Lampe sinkt daher auf einen niedrigeren Pegel. Wenn ein Benutzer dann den Hauptenergie­ schalter 20 für eine weitere Aus-Zeit vorbestimmter Dauer, typischerweise ebenfalls zwischen einer Sekunde und einer Minute, ausschaltet, schaltet der Schalter 30 in einen leitenden Zustand niedriger Impedanz zurück.
Ein zweite von der Leistungspegel-Wählschaltung 24 ausge­ führte Funktion ist die kontinuierliche Zuführung von Ener­ gie zu der Kathode 12A der Lampe 12, während die Lampe von der Quelle 14 mit Energie versorgt wird. Dieses ist notwen­ dig, um die Widerstandsheizungsfunktion der Kathode 12A aufrechtzuerhalten, um einen korrekten Lampenbetrieb und einen Schnellstart der Lampe sicherzustellen, sollte sie kurzzeitig ausgeschaltet werden. Diese Funktion führt eine Hochfrequenz-(HF)-Zerhackerschaltung 34 aus, welche Energie von der Heizdrahtwicklung T1B bezieht und über einen Trans­ formator T₂ Energie an die Kathode 12A liefert. Der Trans­ formator T₂ enthält zwei Primärwicklungen T2A und T2B, so wie sie detaillierter in Fig. 1B dargestellt sind. Die HF- Zerhackerschaltung 34 wird nachstehend vollständiger unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
Fig. 1C stellt eine weitere Leuchtstofflampe 12′ zusätzlich zu der Lampe 12 dar, die zwischen den Knoten 36A und 36B in Serie mit der Lampe 12 geschaltet ist. Eine solche Schal­ tung kann die Schaltung zwischen den Knoten 36A und 36B in Fig. 1 ersetzen und zu einer ähnlichen Leistungspegelrege­ lung der Lampe 12′ führen. Dieses beruht darauf, daß der Strom durch die in Serie geschaltete Lampe 12′ derselbe ist wie der Strom durch die Impedanzwählschaltung 28. Die Lampe 12′ würde den Heizdrahtwicklungen T1B und T1C der Lampe 12 entsprechende Heizdrahtwicklungen T1D und T1E erfordern. Weitere in Serie mit der Lampe 12 geschaltete (nicht darge­ stellte) Lampen könnten ebenfalls verwendet werden. Fig. 2 stellt eine Implementation der auch in Fig. 1 ge­ zeigten Hochfrequenz-(HF)-Zerhackerschaltung 34 angeschlos­ sen an die Heizdrahtwicklung T1B dar. Der von der Wicklung T1B gelieferte Wechselstrom wird in einer Vollwellenbrücke 40 gleichgerichtet und von einem Kondensator 42 gefiltert, um einen Gleichstrom an einen Oszillator 44, wie z. B. einen Royer-Oszillator, zu liefern, dessen Funktion per se im Fachgebiet bekannt ist. Der Oszillator 44 enthält Transfor­ matorwicklungen T2A und T2B gemäß Darstellung in Fig. 2, eine Wicklung T2C gemäß Darstellung in Fig. 1 und eine Wicklung T2D gemäß Darstellung in Fig. 3. Dieses Wicklungen werden aus einer Kombination von Metall und Glas gebildet und weisen eine quadratische B-H-Schleife gemäß Darstellung in vereinfachter Form in Fig. 2A auf.
In dem Oszillator 44 werden MOSFETS′s 46 und 48 zu einem abwechselnden Leiten veranlaßt und bewirken somit einen ab­ wechselnden Stromfluß durch die Wicklungen T2A und T2B. Eine derartige Leitung durch diese Wicklungen bewirkt eine Leitung in der in Fig. 1 dargestellten gekoppelten Wicklung T2Cc um Heizdraht-Heizenergie an die Kathode 12A zu lie­ fern. Die MOSFETS′s 46 und 48 werden jeweils von Wider­ stände 50 und 52 und Zenerdioden 54 und 56 aufweisenden Vorspann- bzw. Arbeitspunktschaltungen gesteuert. Die Aus­ wahl von Werten für die vorstehenden Komponenten bewirkt ein abwechselndes Schalten bei einer gewünschten Frequenz, wie z. B. 50 kHz, während die Frequenz der Quelle 14 (Fig. 1) bei 60 Hz liegt. Indem die Betriebsfrequenz des Trans­ formators T₂ ausreichend unterschiedlich von der Frequenz der Quelle 14 gehalten wird, ist jede parasitische (z. B. kapazitive) Kopplung bei der Frequenz der Quelle 14 zwi­ schen der HF-Zerhackerschaltung 34 und der Wicklung T2C (Fig. 1) vernachlässigbar. Repräsentative Komponentenwerte für den Oszillator 44 werden nachstehend noch spezifiziert. In Fig. 3 ist ein Schaltbild für die Implementierung einer bevorzugten Form einer Impedanzwählschaltung 28 von Fig. 1 dargestellt. Eine Vollwellenbrücke 60 richtet Strom aus der Transformatorwicklung T2D gleich und erzeugt eine Gleich­ spannung zwischen einem Knoten 62 und Referenz oder Masse 64 für die Schaltung 28. (Die Masse 64 ist an mehreren Stellen in Fig. 3 dargestellt). Die Energieversorgungs­ schaltung 66, welche Energie an einem mit VDD bezeichneten Knoten bereitstellt, wird zuerst beschrieben. VDD stellt gemäß nachstehender Beschreibung die zum Betrieb weiterer Komponenten der Impedanzwählschaltung 28 verwendete Span­ nung dar.
Nach dem Herausströmen aus dem Knoten 62 fließt ein gleich­ gerichteter Strom aus der Brücke 60 durch eine pn-Diode 68 und einen Widerstand 70, um einen Kondensator 72 auf eine gewünschte, von der Nennspannung einer Zenerdiode 74 be­ grenzte Spannung (VDD) aufzuladen. Der Kondensator 72 darf sich über einen Widerstand 76 mit einer Zeitkonstante ent­ laden, welche im Vergleich zu einer Zeitkonstante relativ groß ist, die nachstehend für den Betrieb des Rest der Schaltung 28 beschrieben wird.
Bei Betrachtung des Rests der Schaltung 28 wird ein Tief­ paßfilter 76 von Kondensatoren 78 und 80 zusammen mit einem Widerstand 82 gebildet. Das Filter 76 liefert einen Strom an ein Schaltbauteil 84, wie z. B. einen "Silicon Bilateral Switch" (SBS) ( = Zweiseitenthyristor), z. B. ein Bauteil Nr. MBS 4992 hergestellt von Motorola of Phoenix, Arizona. Die Durchbruchspannung des Schaltbauteils 84 soll bevorzugt niedriger als die maximale Spannung VDD der von der Zener­ diode 74 eingestellten Energieversorgungsschaltung 66 sein. Ein SBS weist eine gewünschte Schaltcharakteristik gemäß Darstellung in Fig. 3A auf, wobei der Haltestrom IH des Bauteils (z. B. 200 bis 300 µA) nicht wesentlich größer als der Durchbruchstrom IB0 des IB0-Bausteins (z. B. 100 µA) ist. Die obere Elektrode des Schaltbauteils 84 ist über eine Zwischenschaltung 86 mit dem Gate 30A der Schaltvor­ richtung 30 verbunden.
Das Schaltvorrichtung 30 und der Kondensator 32, welcher die Schaltvorrichtung 30 überbrückt, entsprechen dem gleich bezeichneten Schalter und Kondensator in Fig. 1. Da wegen der Eigendiode 30B eines MOSFET′s der Schalter 30 keine Ströme in der Umkehrrichtung blockiert, wird eine Vollwel­ lenbrücke 38 verwendet, um Gleichstrom zu dem Schalter 30 von den Knoten 36A und 92 nur in der Vorwärtsrichtung zu liefern. Die Schaltung in Fig. 3 zwischen den Knoten 36A und 92 implementiert die Impedanzwählschaltung 28 von Fig. 1, die zwischen den Knoten 36A und 92 angeschlossen ist. Die Zwischenschaltung 86 stellt sicher, daß die Spannung an dem Gate 30A stabil bleibt, bis das Schaltbauteil 84 den Zustand ändert. Die Schaltung 80 kann die positiv flanken­ getriggerte erste Flipflop-Stufe 88 und die negativ flankengetriggerte Schmitt-Eingangstufe (mit Hysterese) ei­ nes Standard CMOS N-Stufen-Sequentiellzählerchips MC 14020B erhältlich von der bereits erwähnten Firma Motorola aufwei­ sen.
Die Eingangs- und Ausgangsspannungen der Schmitt-Ein­ gangsstufe 90 sind in Fig. 3 als Spannungen VEIN bzw. VAUS dargestellt. Wie dargestellt, wird VEIN positiv, wenn VAUS negativ wird, und umgekehrt. Demzufolge hat dann, wenn En­ ergie an die Eingangswicklung angelegt wird, d. h. wenn der Hauptenergieschalter 20 (Fig. 1) eingeschaltet wird, die positiv werdende Spannung VEIN keinen Einfluß auf die Schmitt-Eingangsstufe 90. Nur wenn der Strom in dem Schalt­ bauteil unter den Haltestrom IH des Bauteils (Fig. 3A) fällt, weist die Eingangsspannung VEIN eine negative Flanke auf, was die Schmitt-Eingangsstufe 90 zum Erzeugen eines positiven Ausgangssignals veranlaßt, das wiederum das posi­ tiv flankengetriggerte Flipflop 88 zur Zustandsänderung und den Schalter 30 zur Zustandsänderung veranlaßt.
Die Werte der Komponenten des Tiefpaßfilter 76 bestimmen die Zeitkonstante für die Reduzierung des an den Schaltbau­ stein 84 gelieferten Stroms, wenn die Energie von der Quelle 14 (Fig. 1) durch einen den Hauptenergieschalter 20 öffnenden Benutzer unterbrochen wird. Es sind solche Werte gewählt, daß sich ein Strom zum Schaltbaustein 84 ergibt, der unter dessen Haltestrom IH innerhalb einer vorbestimm­ ten Dauer fällt, welche üblicherweise bei etwa einer Se­ kunde liegen kann. Andererseits muß der Hauptschalter wie­ der eingeschaltet werden, bevor die Spannung des Kondensa­ tor 72 der Energieversorgungsschaltung 66 unter den minima­ len Versorgungspegel VDD für die Schaltung 86 fällt. Die Zeitkonstante für die Entladung des Kondensators 72 kann so gewählt sein, daß sie über eine Minute an Aus-Zeit für den Hauptenergieschalter zuläßt bevor ein zu niedrige Versor­ gungsspannung VDD erreicht wird. Demzufolge kann ein Benut­ zer eine Änderung der Impedanz der Schaltung 28 mit der wählbaren Impedanz von Fig. 3 durch Ausschalten des Haupt­ schalters für länger als z. B. ein Sekunde und dann durch Wiedereinschalten in weniger als z. B. eine Minute bewirken. Um die Impedanz der Schaltung 28 mit der wählbaren Impedanz wieder zu ändern, wiederholt der Benutzer das Ausschalten des Hauptschalters für eine Dauer von wiederum mehr als z. B. einer Sekunde und dann durch Wiedereinschalten in we­ niger als z. B. eine Minute.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zusätzlich zu den vorstehend vorgetragenen Details die Schalt­ kreiswerte für ein Paar in Serie geschalteter Leucht­ stofflampen (Fig. 1C) mit jeweils bis 40 Watt und einer Wechselstromversorgungsquelle von 120 Veff wie folgt: Wick­ lung T2A und T2B (z. B., Fig. 1B), jeweils 6 Windungen; Wicklung T2C, 12 Windungen; Filterkondensator 42 (Fig. 2), 220 F; Widerstände 50 und 52, jeweils 100 Ohm; Zenerdioden 54 und 56, Nennspannung von 5,1 Volt; MOSFET′s 46 und 48, Typ IRF 7102 MOSFET von International Rectifier Company of El Segundo, California; Kondensator 78 (Fig. 3), 22 F; Wi­ derstand 82, 10 kOhm; Kondensator 80, 0,01 F; SBS-Schalt­ bauteil 84, Durchbruchnennspannung bei 8 Volt, erhältlich unter der Produktbezeichnung MBS 4992 von der vorstehend erwähnten Firma Motorola; Schalter 30, Typ IRFR 420 MOSFET, erhältlich von der vorstehend erwähnten Firma International Rectifier Company; Überbrückungskondensator 32, 0,47 F; Widerstand 70, 100 kOhm; Kondensator 72, 100 F; Widerstand 76, 1 Mohm; und Zenerdiode 74, Nennspannung bei 10 Volt. Nachdem nun die Schaltung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen im Rahmen eines Beispiels beschrieben wurde, werden dem Fachmann auf diesem Gebiet viele Modifi­ kationen und Änderungen auffallen. Beispielsweise ist, ob­ wohl die Impedanzwählschaltung 28 nur mit einen einpoligen Schalter 30 mit nur einem den Kondensator überbrückenden Kondensator 32 dargestellt wurde, die Verwendung von mehre­ ren und/oder komplizierteren (z. B. Doppel oder Dreifach)- Schaltern und mehreren Kondensatoren denkbar. Dieses würde der Impedanzwählschaltung 28 ermöglichen, selektiv eine Null-Impedanz oder eine beliebige von einer Vielzahl kapa­ zitiver Impedanzen zwischenzuschalten, welche alle in der vorstehend erwähnten Art der Energieunterbrechung zu der Lampe für eine vorgegebene Dauer verfügbar sind. Jede un­ terschiedliche Impedanz würde zu einem unterschiedlichen Leistung der Lampen) führen.

Claims (18)

1. Lampenschaltung mit einer Leuchtstofflampe (12), die erste und zweite Kathoden mit Widerstandsheizungs-Heizdräh­ ten aufweist, die jeweils an einem entsprechenden Ende ei­ ner Lampenröhre im Abstand angeordnet sind, erste und zweite Energieversorgungsleitungen (16, 18), um die Katho­ den jeweils mit einer Wechselstromenergiequelle zu verbin­ den, deren Leistung durch einen Hauptschalter (20) selektiv freigegeben und unterbrochen werden kann, und eine Vor­ schalt- bzw. Ballastdrossel (T1A) enthält, die mit einer der Energiezuführungsleitungen in Reihe geschaltet ist und mehrere Heizdraht-Heizwicklungen zum Zuführen von Energie zu den Kathoden enthält,
gekennzeichnet durch eine Leistungspegel-Wählschaltung (24), die zwischen eine erste Kathode (12A) und eine Heiz­ draht-Heizwicklung (T1B) geschaltet ist, enthaltend:
  • (a) eine mit der Heizdraht-Heizwicklung (T1B) gekoppelte Energieaufnahmeschaltung (34), um Energie von ihr aufzuneh­ men,
  • (b) eine Heizdraht-Versorgungsschaltung (34) zum kontinu­ ierlichen Zuführen verfügbarer Energie zur ersten Kathode (12A), und
  • (c) eine Schaltungsanordnung (28) mit wählbarer Impedanz, die zwischen der ersten Energiezuführungsleitung und der ersten Kathode in Reihe geschaltet ist und auf eine vorbe­ stimmte Dauer einer Unterbrechung der Energie aus der Wech­ selstromquelle zu den Energiezuführungsleitungen anspricht und eine andere Impedanz der Impedanzwählschaltung (28) und dadurch einen anderen Leistungspegel der Lampe wählt.
2. Lampenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Impedanzwählschaltung (28) auf eine weitere vorbestimmte Dauer der Energieunterbrechung von der Wech­ selstromquelle an die Energieversorgungsleitungen anspricht und eine weitere Impedanz der Impedanzwählschaltung aus­ wählt., um so einen anderen Leistungspegel der Lampe zu wäh­ len.
3. Lampenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Heizdraht-Versorgungsschaltung enthält:
  • (a) eine primäre Transformatorwicklung (T2A), und
  • (b) eine sekundäre Transformatorwicklung (T2B), die für eine Aufnahme von Energie aus der primären Transformator­ wicklung gekoppelt ist und mit der ersten Kathode (12A) in Reihe geschaltet ist und dieser Energie zuführt,
  • (c) wobei die sekundäre und primäre Transformatorwicklung bei einer Frequenz betreibbar sind, bei welcher jede para­ sitische Kopplung zwischen diesen bei der Frequenz der Wechselstromversorgungsquelle vernachlässigbar ist.
4. Lampenschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß:
  • (a) die Heizdraht-Versorgungsschaltung (34) eine zusätzli­ che sekundäre Wicklung (T2B) enthält, die so gekoppelt ist, daß sie Energie von der primären Transformatorwicklung auf­ nimmt, und
  • (b) die zusätzliche sekundäre Wicklung Energie an die Impe­ danzwählschaltung (28) liefert.
5. Lampenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leistungspegel-Wählschaltung insgesamt vier elektrische Verbindungen zur externen Schaltung aufweist, wobei zwei von der Heizdraht-Heizwicklung weg und zwei zur ersten Kathode hinführen.
6. Lampenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leistungspegel-Wählschaltung (24) in einer Hülse (36) untergebracht ist, welche über ein zylindrisches Ende der Leuchtstofflampe (12) paßt.
7. Lampenschaltung mit einer Leuchtstofflampe (12), die erste und zweite Kathoden mit Widerstandsheizungs-Heizdräh­ ten aufweist, die jeweils an einem entsprechenden Ende ei­ ner Lampenröhre im Abstand angeordnet sind, ersten und zweiten Energieversorgungsleitungen (16, 18), um die Katho­ den jeweils mit einer Wechselstromenergiequelle zu verbin­ den, deren Leistung durch einen Hauptschalter (20) selektiv freigegeben und unterbrochen werden kann, und eine Vor­ schalt- bzw. Ballastdrossel (T1A) enthält, die in mit einer der Energiezuführungsleitungen in Reihe geschaltet ist und mehrere Heizdraht-Heizwicklungen zum Zuführen von Energie zu den Kathoden enthält,
gekennzeichnet durch eine Leistungspegel-Wählschaltung (24), die zwischen eine erste Kathode (12A) und eine Heiz­ draht-Heizwicklung (T1B) geschaltet ist, enthaltend:
  • (a) eine mit der Heizdraht-Heizwicklung (T1B) gekoppelte Energieaufnahmeschaltung (34), um Energie von ihr aufzuneh­ men,
  • (b) eine Heizdraht-Versorgungsschaltung (34) zum kontinu­ ierlichen Zuführen verfügbarer Energie zur ersten Kathode (12A), und
  • (c) eine Schaltungsanordnung (28) mit wählbarer Impedanz, die zwischen der ersten Energiezuführungsleitung und der ersten Kathode in Reihe geschaltet ist und auf wiederholte vorbestimmte Unterbrechungsdauern der Energie aus der Wech­ selstromquelle zu den Energiezuführungsleitungen anspricht und zwischen einer ersten und einer zweiten Impedanz der Impedanzwählschaltung (28) umschaltet und dadurch zwei un­ terschiedliche Leistungspegel der Lampe bereitstellt.
8. Lampenschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die erste und zweite Impedanz eine Null-Impedanz enthalten.
9. Lampenschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Impedanzwählschaltung (28) aufweist:
  • (a) einen ersten Schalter und einen Kondensator, der den Schalter überbrückt und mit der Lampe verbunden ist, um eine niedrige Impedanz bzw. eine höhere Impedanz bereit­ zustellen;
  • (b) einen zweiten Schalter, der leitend bleibt, solange der Lampe zugeführt wird, und der nicht-leitend wird, nachdem die Energie für die Lampe für eine erste vorbestimmte Zeit­ dauer unterbrochen wurde; und
  • (c) eine Schaltung, die feststellt, wenn der zweite Schal­ ter nicht-leitend wird, und die daraufhin den ersten Schal­ ter so steuert, daß er seinen Leitungszustand ändert.
10. Lampenschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Heizdraht-Versorgungsschaltung aufweist:
  • (a) eine primäre Transformatorwicklung;
  • (b) eine sekundäre Transformatorwicklung, die für die Auf­ nahme von Energie aus der primären Transformatorwicklung gekoppelt ist und mit der ersten Kathode in Reihe geschal­ tet ist, um Energie an diese zu liefern;
  • (c) eine zusätzliche sekundäre Wicklung, die für die Auf­ nahme von Energie aus der primären Transformatorwicklung gekoppelt ist;
  • (d) wobei die zusätzliche sekundäre Wicklung Energie an die Impedanzwählschaltung (28) liefert.
11. Lampenschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leistungspegel-Wählschaltung insgesamt vier elektrische Verbindungen zur externen Schaltung aufweist, wobei zwei von der Heizdraht-Heizwicklung weg und zwei zu der ersten Kathode hinführen.
12. Lampenschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leistungspegel-Wählschaltung in einer Hülse untergebracht ist, welche über ein zylindrisches Ende der Leuchtstofflampe paßt.
13. Leistungspegel-Wählschaltung für eine Lampenschaltung, welche eine Leuchtstofflampe mit einer ersten und zweiten Kathode mit Widerstandsheizungs-Heizdrähten, die jeweils an einem entsprechenden Ende einer Lampenröhre liegend beab­ standet sind, erste und zweite Energieversorgungsleitungen, um die Kathoden jeweils mit einer Wechselstromenergiequelle zu verbinden, deren Leistung selektiv freigegeben und durch einen Hauptschalter unterbrochen werden kann, und eine Bal­ lastdrossel enthält, die mit einer der Energiezuführungs­ leitungen in Reihe geschaltet ist und mehrere Heizdraht- Heizwicklungen zum Zuführen von Energie zu den Kathoden enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungspegel-Wähl­ schaltung zwischen eine erste Kathode und eine Heizdraht- Heizwicklung geschaltet ist und aufweist:
  • (a) eine mit der Heizdraht-Heizwicklung verbundene Ener­ gieaufnahmeschaltung, um Energie davon aufzunehmen;
  • (b) eine Heizdraht-Versorgungsschaltung zum kontinuier­ lichen Zuführen verfügbarer Energie zur ersten Kathode; und
  • (c) eine Schaltungsanordnung (28) mit wählbarer Impedanz, die zwischen der ersten Energiezuführungsleitung und der ersten Kathode in Reihe geschaltet ist und auf eine vorbe­ stimmte Dauer einer Unterbrechung der Energie aus der Wech­ selstromquelle zu den Energiezuführungsleitungen anspricht und eine andere Impedanz der Impedanzwählschaltung (28) und dadurch einen anderen Leistungspegel der Lampe wählt.
14. Leistungspegel-Wählschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzwählschaltung (28) auf eine weitere vorbestimmte Dauer der Energieunterbrechung von der Wechselstromquelle an die Energieversorgungsleitungen an­ spricht und eine weitere Impedanz der Impedanzwählschaltung wählt, um so einen unterschiedlichen Leistungspegel der Lampe zu wählen.
15. Leistungspegel-Wählschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizdraht-Versorgungsschaltung ent­ hält:
  • (a) eine primäre Transformatorwicklung; und
  • (b) eine sekundäre Transformatorwicklung, die für die Auf­ nahme von Energie aus der primären Transformatorwicklung gekoppelt ist und mit der ersten Kathode in Reihe geschal­ tet ist, um Energie an diese zu liefern;
  • (c) wobei die sekundäre und primäre Transformatorwicklung bei einer Frequenz betreibbar sind, bei welcher jede para­ sitäre Kopplung zwischen diesen bei der Frequenz der Wech­ selstromversorgungsquelle vernachlässigbar ist.
16. Leistungspegel-Wählschaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß:
  • (a) die Heizdraht-Versorgungsschaltung eine zusätzliche se­ kundäre Wicklung enthält, die so gekoppelt ist, daß sie En­ ergie von der primären Transformatorwicklung aufnimmt, und (b) die zusätzliche sekundäre Wicklung Energie an die Impe­ danzwählschaltung liefert.
17. Leistungspegel-Wählschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungspegel-Wählschaltung insge­ samt vier elektrische Verbindungen zu der externen Schal­ tung aufweist, wobei zwei von der Heizdraht-Heizwicklung weg und zwei zu der ersten Kathode hinführen.
18. Leistungspegel-Wählschaltung nach Anspruch 17, gekenn­ zeichnet durch
  • (a) ein Gehäuse, in welchem die Leistungspegel-Wählschal­ tung untergebracht ist;
  • (b) wobei das Gehäuse eine Hülse aufweist, welche über ein zylindrisches Ende einer Leuchtstofflampe paßt.
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