DE68919214T2

DE68919214T2 - Start- und betriebsschaltung einer gasentladelampe.

Info

Publication number: DE68919214T2
Application number: DE68919214T
Authority: DE
Inventors: Kaj Jensen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-02-19
Filing date: 1989-02-17
Publication date: 1995-06-08
Anticipated expiration: 2009-02-18
Also published as: ATE113784T1; AU4031489A; US5051666A; WO1989007877A1; DK89388D0; EP0401278B1; DE68919214D1; EP0401278A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Start- und Betriebsschaltung einer Gasentladungslampe.
Eine Gasentladungslampe ist eine Lampe, die durch eine elektrische Entladung in dem Gas der Gasentladungslampe Licht emittiert. Im vorliegenden Kontext ist der Ausdruck "Gasentladungslampe" ein alle von Glühlampen verschiedene Lampen, wie etwa konventionelle Gasentladungslampen, Fluoreszenzlampen, Halogen-Metalldampflampen und Lichtbogenlampen umfassender Gattungsbegriff.
Allen Gasentladungslampen gemeinsam ist die deutliche Verschiebung der Charakteristik der Gasentladungslampe, wenn die Lampe von ihrem AUS-Zustand in ihren EIN-Zustand geschaltet wird, und ferner die Notwendigkeit bei der Gasentladungslampe, eine Schwelle der elektrischen Energiezufuhr zu überschreiten, um die Gasentladungslampe von ihrem AUS-Zustand in ihren EIN-Zustand zu schalten. In ihrem AUS-Zustand stellt die Gasentladungslampe eine hohe elektrische Impedanz dar, während die Gasentladungslampe in ihrem EIN-Zustand im wesentlichen eine ohmsche Last darstellt oder als einem Widerstand mit endlichem Wert äquivalent anzusehen ist. Da der von der Gasentladungslampe in ihrem EIN-Zustand dargestellte elektrische Widerstand eine abnehmende Funktion des der Lampe zugeführten RMS (root mean square = mittlerer quadratischer Fehler)-Stroms ist, muß die Lampe mit einer Ballastimpedanz in Reihe mit der Lampe selbst verbunden werden, um die Stromzufuhr zu der Lampe zu begrenzen, wenn sich die Lampe in ihrem EIN-Zustand an einer Konstantspannungsquelle befindet, wie etwa einem Netzgerät. Aus dem obigen ist ferner klar, daß eine Startschaltung vorgesehen werden muß, um über die erwähnte Schwelle hinaus genügend Energie zum Schalten der Gasentladungslampe von ihrem AUS-Zustand in ihren EIN-Zustand zuzuführen.
Im Stand der Technik sind verschiedene Ballast- und Startschaltungsanordnungen mit passiven und aktiven Schaltungsanordnungen bekannt. Den passiven Schaltungsanordnungen der Ballast- und Startschaltungen sind gemeinsam das allgemein bekannte Zündungsproblem, das vor dem Schalten der Gasentladungslampen von ihrem AUS-Zustand in ihren EIN-Zustand zur Emission von Lichtblitzen führt, weil die passiven Schaltungsanordnungen nicht in der Lage sind, die Gasentladungslampen eindeutig von ihrem AUS-Zustand in ihren EIN-Zustand zu schalten, und die instabile Lichtemission der Gasentladungslampen, die oft als dauerndes Flackern des emittierten Lichts wahrgenommen wird.
Ein besonderer Typ Gasentladungslampe ist eine Hochleistungsentladungslampe, wie etwa eine Metalldampflampe, eine Halogen-Metalldampflampe, Bogenlampe usw. Im vorliegenden Kontext bedeutet der Ausdruck "Hochleistungsgasentladungslampe" eine Gasentladungslampe, die in ihrem Betriebszustand oder EIN-Zustand mehr als 200 W Leistung aus ihrer Ballastschaltung aufnimmt, wie etwa 300 W - 2 kW, z.B. 350 W - 1,2 kW. Eine sehr wichtige Anwendung solcher Hochleistungsgasentladungslampen liegt im Gebiet der Straßenbeleuchtung. So werden Hochleistungs-Halogen-Metalldampflampen häufig zum Beleuchten von Überlandstraßen (Highways) usw. verwendet. Diese zur Straßenbeleuchtung verwendeten Hochleistungs-Malogen-Metalldampflampen sind bisher von passiven Start- und Ballastschaltungen versorgt worden, weil bisher keine kommerziell erfolgreiche aktive Start- und Ballastschaltungsanordnung verfügbar war.
Es besteht also ein Bedürfnis nach einer aktiven Start- und Betriebsschaltung einer Gasentladungslampe, im besonderen einer Hochleistungsgasentladungslampe, wobei diese aktive Schaltung einerseits die allgemein bekannten Langsamstart- und Lichtflackerprobleme der passiven Ballast- und Startschaltungsaufbauten und die Probleme des Wiederstartens einer Halogen-Metalldampflampe, die von der passiven Ballastund Startschaltung betrieben und folglich auf eine erhöhte Temperatur geheizt worden ist und z.B. nach einem Hauptspannungsausfall wieder gestartet oder wieder gezündet werden soll, und wobei diese aktive Schaltung andererseits eine recht einfache und zuverlässige Schaltungsanordnung aufweist und in eine preiswerte und leichte Struktur eingebaut werden kann, die im Vergleich zu konventionellen passiven Ballast- und Startschaltungsanordnungen viel leichter ist, z.B. mit einem nur 20-30 % des Gewichts der passiven Schaltungsanordnung ausmachenden Gewicht, jedoch nicht teurer als die entsprechende passive Ballast- und Startschaltung ist.
Dieses Bedürfnis wird erfüllt von einer erfindungsgemäßen Start- und Betriebsschaltung einer Gasentladungslampe mit einer DC-Leistungsversorgungseinrichtung, die ein Paar DC- Leistungsversorgungsanschlüsse aufweist und über diesem Paar DC-Leistungsversorgungsanschlüsse eine DC-Leistungsversorgungsspannung erzeugt,
einer Hochspannungserzeugungseinrichtung, die mit dem Paar DC-Leistungsversorgungsanschlüsse und dem Paar Anschlüsse der Gasentladungslampe verbunden ist und eine hohe DC-Startspannung aus der DC-Leistungsversorgungsspannung erzeugt, sofern durch die Gasentladungslampe kein Strom fließt, wobei die hohe DC-Startspannung dem Paar Anschlüsse der Gasentladungslampe zugeführt wird, um einen Stromfluß durch die Gasentladungslampe hervorzurufen,
einer Induktionseinrichtung, die zusammen mit der Gasentladungslampe in einem geschlossenen Stromkreis verbunden ist, in dem von der Induktionseinrichtung Leistung an die Gasentladungslampe übertragen wird, während durch die Gasentladungslampe Strom fließt,
einer Sensoreinrichtung, die mit dem geschlossenen Stromkreis verbunden ist und die Leistungsübertragung von der Induktionseinrichtung an die Gasentladungslampe erfaßt, und
einer Leistungsumschalteinrichtung, die die DC-Leistungsversorgungseinrichtung und den geschlossenen Stromkreis miteinander verbindet und umschaltbar ist zwischen einem leitenden Zustand, in dem die Leistungsumschalteinrichtung Leistung aus der DC-Leistungsversorgungseinrichtung in der Induktionseinrichtung induziert, und einem nichtleitenden Zustand, in dem keine Leistung aus der DC-Leistungsversorgungseinrichtung durch die Leistungsumschalteinrichtung in der Induktionseinrichtung induziert wird, wobei die Leistungsumschalteinrichtung von der Sensoreinrichtung zum Umschalten der Leistungsumschalteinrichtung von ihrem leitenden Zustand in ihren nichtleitenden Zustand und umgekehrt zum Aufrechterhalten des Stromflusses durch die Gasentladungslampe in dem geschlossenen Stromkreis gesteuert wird.
Im Gegensatz zu den bekannten passiven und aktiven Start- und Betriebsschaltungsanordnungen einer Gasentladungslampe führt die Schaltung nach der Erfindung der mit ihr verbundenen Gasentladungslampe DC-Leistung, oder genauer modulierte DC-Leistung zu, weil die von der DC-Leistungsversorgungseinrichtung zu der Gasentladungslampe übetragene DC-Leistung durch das Umschalten der Leistungsumschalteinrichtung der Schaltung nach der Erfindung von ihrem leitenden Zustand in ihren nichtleitenden Zustand und umgekehrt moduliert wird. Man muß sich jedoch darüber im klaren sein, daß einige Fluoreszenzlampen mit der Schaltung nach der Erfindung nicht betrieben werden können, weil die Zufuhr der DC-Leistung zu der Fluoreszenzlampe zu einer Polarisation des Gases der Fluoreszenzlampen und einer inhomogenen Lichtemission der Lampe führt. Hochleistungs-Halogen-Metalldampflampen, wie etwa Halogen-Metalldampflampen, die 300 W oder mehr, z.B. 1 kW, aufnehmen, können mit der Schaltung nach der Erfindung vorteilhaft betrieben und gestartet werden, wobei diese Schaltung überraschenderweise in der Lage ist, eine warme Halogen-Metalldampflampe zu starten, bevor die Halogen-Metalldampflampe gekühlt worden ist. Die Schaltung nach der Erfindung basiert ferner auf der Erkenntnis, daß ein eine Induktionseinrichtung und eine in ihren EIN-Zustand geschaltete und folglich eine endliche ohmsche Impedanz bildende Gasentladungslampe einen im wesentlichen konstanten Strom- und Leistungsfluß durch die Gasentladungslampe unter der Voraussetzung erzeugen wird, daß in der Induktionseinrichtung elektrische Leistung oder Energie gespeichert ist. Die Induktionseinrichtung versucht inhärent einen konstanten Stromfluß durch sich selbst zu halten. Vorausgesetzt, daß die Gasentladungslampe gezündet oder gestartet worden ist, und vorausgesetzt, daß die elektrische Leistung oder Energie in der mit dem ferner die Gasentladungslampe enthaltenden geschlossenen Stromkreis verbundenen Induktionseinrichtung gespeichert ist, kann der Stromfluß durch die Gasentladungslampe nach der Lehre der Erfindung gehalten werden durch periodisches Induzieren oder übertragen von Leistung von der DC-Leistungsversorgungseinrichtung durch die Leistungsumschalteinrichtung zu der Induktionseinrichtung, wenn die Leistungsumschalteinrichtung in ihren leitenden Zustand geschaltet wird. Natürlich kann die Schaltung nach der Erfindung nach zahlreichen per se im Stand der Technik bekannten Ausführungen von elektronischen Schaltungen ausgeführt werden; ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schaltung nach der Erfindung wird jedoch in weiteren Einzelheiten beschrieben.
Ein besonderer Aspekt der Schaltung nach der Erfindung ist die Fähigkeit, die Leistungsumschalteinrichtung nach bestimmten Anforderungen zu steuern, um eine bestimmte charakteristische Emissionsintensität usw. des von der mit der Schaltung nach der Erfindung verbundenen Gasentladungslampe emittierten Lichtes zu erzielen. So kann die Leistungsumschalteinrichtung der erfindungsgemäßen Schaltung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung von der Sensoreinrichtung zum Aufrechterhalten der Leistungsübertragung von der Induktionseinrichtung zu der Gasentladungslampe innerhalb bestimmter Grenzen gesteuert werden, um eine im wesentlichen konstante Leistungsübertragung von der Induktionseinrichtung an die Gasentladungslampe in dem geschlossenen Stromkreis sicherzustellen und eine im wesentlichen konstante Leistungsemission der Gasentladungslampe zu erzielen. Die Leistungsemission der Gasentladungslampe kann durch Verändern dieser bestimmten Grenzen der Leistungsübertragung verändert werden.
Nach einem weiteren oder alternativen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung ist die Sensoreinrichtung mit der Leistungsumschalteinrichtung durch eine einen geschlossenen Regelkreis bildende Steuereinrichtung verbunden, wobei die Steuereinrichtung eine Lichtintensitätserfassungseinrichtung einschließt, die die Intensität des von der Gasentladungslampe erzeugten Lichts erfaßt, um eine im wesentlichen konstante Lichtintensität zu erhalten. Es ist anzunehmen, daß das obige Ausführungsbeispiel mit einem geschlossenen Regelkreis zum Halten einer im wesentlichen konstanten Intensität des von der Lichtintensitäterfassungseinrichtung erfaßten Lichts bei zahlreichen Anwendungen vorteilhaft verwendet werden kann. Folglich kann bei einigen Anwendungen die Intensität des von der Gasentladungslampe emittierten Lichts von dem durch die Steuereinrichtung einschließlich der Lichtintensitätserfassungseinrichtung gebildeten geschlossenen Regelkreis konstant geregelt gehalten werden. Bei einer alternativen Anwendung kann die Gasentladungslampe, z.B. eine Ultraviolettstrahlung emittierende Lampe, zum Sterilisieren eines Gegenstandes oder einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, verwendet werden, und bei dieser Anwendung der mit einer Ultraviolettstrahlung emittierenden Gasentladungslampe verbundenen erfindungsgemäßen Schaltung kann ein geschlossener Regelkreis eine bestimmte konstante UV-Intensität auf dem Gegenstand oder in der Flüssigkeit halten.
Ferner oder alternativ kann die Schaltung nach der Erfindung modifiziert werden, um ein Altern der Gasentladungslampe zu kompensieren, indem die Sensoreinrichtung mit der Leistungsumschalteinrichtung durch eine Steuereinrichtung verbunden werden kann, welche ein die Veränderung der Intensität des von der Gasentladungslampe emittierten Lichts als Funktion des Alters der Gasentladungslampe darstellendes Programm enthält und die Intensität des von der Gasentladungslampe emittierten Lichts so steuert, daß eine im wesentlichen konstante Lichtintensität erhalten wird.
Wie oben erwähnt kann die erfindungsgemäße Schaltung auf vielfache Weise ausgeführt werden; so kann die Leistungsumschalteinrichtung der Schaltung eine Zweiwegumschalteinrichtung bilden. Die Leistungsumschalteinrichtung kann erstens ein erstes Leistungsumschaltelement, das zwischen einen Anschluß des Paares DC-Leistungsversorgungsanschlüsse und einen ersten Knotenpunkt des geschlossenen Stromkreises mit der Induktionseinrichtung und der Gasentladungslampe geschaltet ist, und zweitens ein zweites Leistungsumschaltelement enthalten, das zwischen einen zweiten Knotenpunkt des geschlossenen Stromkreises und einen zweiten Anschluß des Paares DC-Leistungsversorgungsanschlüsse geschaltet ist. Die erfindungsgemäße Schaltung kann nach den Prinzipien der Erfindung betrieben werden durch synchrones Betreiben des ersten und des zweiten Leistungsumschaltelements, zum Induzieren von Leistung in der Induktionseinrichtung. Nach diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung ist die Leistungsumschalteinrichtung von einer Leistungstransistoreinrichtung gebildet, deren Gate mit der Sensoreinrichtung verbunden ist und deren leitende Teile zwischen einen ersten Knotenpunkt des geschlossenen Stromkreises und einen Anschluß des Paares DC-Leistungsversorgungsanschlüsse geschaltet sind, wobei der geschlossene Stromkreis eine Reihenschaltung der Induktionseinrichtung und der Gasentladungslampe und weiterhin eine Diodeneinrichtung aufweist. Die Diodeneinrichtung hat ein Paar Elektrodenanschlüsse und läßt den Stromfluß durch die Gasentladungslampe in einer Richtung zu, blockiert aber jeden Stromfluß in der umgekehrten Richtung. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bildet eines der Paare Elektrodenanschlüsse der Diodeneinrichtung den ersten Knotenpunkt des geschlossenen Stromkreises und der andere Elektrodenanschluß des Paares Elektrodenanschlüsse der Diodeneinrichtung bildet einen zweiten Knotenpunkt des geschlossenen Stromkreises, wobei der zweite Knotenpunkt mit dem anderen Anschluß des Paares DC-Leistungsversorgungsanschlüsse verbunden ist.
Nach diesem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung wird eine einzelne Leistungstransistoreinrichtung, die eine Parallelanordnung einer Vielzahl Leistungstransistoren umfassen kann, zum periodischen Induzieren von Leistung in der Induktionseinrichtung verwendet. Um sicherzustellen, daß der Strom nur in einer Richtung durch die Gasentladungslampe fließt, wird eine einzelne Diodeneinrichtung verwendet, die eine Vielzahl Dioden in einer Parallelanordnung umfassen kann.
Es ist klar, daß die Hochspannungserzeugungseinrichtung der erfindunggemäßen Schaltung nach zahlreichen elektronischen Schaltungsprinzipien verwendet werden kann, z.B. nach allgemein bekannten Schaltungsprinzipien mit im Stand der Technik per se bekannten Hochspannungszündschaltungen. In diesem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung bildet die Induktionseinrichtung jedoch auch einen Teil der Hochspannungserzeugungseinrichtung. So ist die Induktionseinrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung von einer Spartransformatoreinrichtung mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung gebildet, wobei die Primär- und die Sekundärwicklung in einer Reihenanordnung in den geschlossenen Stromkreis eingebunden sind und die Sekundärwicklung eine Zahl von Windungen aufweist, die größer als diejenige der Primärwicklung ist, und bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Schaltung umfaßt die Hochspannungserzeugungseinrichtung eine Gasarrestoreinrichtung und eine Kondensatoreinrichtung, wobei die Gasarrestoreinrichtung und die Kondensatoreinrichtung in einer Reihenschaltung parallel zu der Primärwicklung der Spartransformatoreinrichtung liegen. Wenn die mit der Schaltung nach diesem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verbundene Gasentladungslampe noch nicht von ihrem AUS-Zustand in ihren EIN-Zustand geschaltet worden ist und noch kein Strom durch die Gasentladungslampe fließt, wird das Starten oder die Zündung der Gasentladungslampe sehr einfach und äußerst präzise und zuverlässig durchgeführt, weil die von der DC-Leistungsversorgungseinrichtung durch die Leistungsumschalteinrichtung zu der Induktionseinrichtung zugeführte DC- Leistung zu der Erzeugung einer ziemlich hohen Spannung über der Kondensatoreinrichtung führt. Wenn die Spannung über der Kondensatoreinrichtung die Schwellspannung der Gasarrestoreinrichtung überschreitet, erzeugt die Gasarrestoreinrichtung eine Kurzschlußverbindung, durch die die Kondensatoreinrichtung durch die Primärwicklung der Spartransformatoreinrichtung entladen wird, wobei die Spartransformatoreinrichtung an ihrer Sekundärwicklung eine bestimmte hohe Zündungsspannung erzeugt, die von der Schwellspannung der Arrestoreinrichtung und der Anzahl der Windungen der Primär- und der Sekundärwicklungen des Spartransformators bestimmt ist. Folglich führt die bestimmte und genau erzeugte und definierte, von der Sekundärwicklung des Spartransformators erzeugte Hochspannung zu einer zuverlässigen und präzisen Zündung der mit der erfindungsgemäßen Schaltung verbundenen Gasentladungslampe.
Die Sensoreinrichtung der erfindungsgemäßen Schaltung ist bei diesem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung durch eine DC/DC-Wandlereinrichtung mit einem mit dem zweiten Knotenpunkt des geschlossenen Stromkreises verbundenen Detektoreingang und einem mit dem Gate der Transistoreinrichtung verbundenen Steuerausgang verwirklicht. Folglich basiert das Umschalten der Leistungsumschalttransistoreinrichtung aus ihrem leitenden Zustand in ihren nicht leitenden Zustand und umgekehrt zum Induzieren von Leistung in der Induktionseinrichtung der erfindungsgemäßen Schaltung auf einer Erfassung des DC-Spannungspegels des zweiten Knotenpunkts des geschlossenen Stromkreises, wobei der DC-Spannungspegel von der DC/DC-Wandlereinrichtung in ein Steuerausgangssignal gewandelt wird, das die Leistungsumschalttransistoreinrichtung von ihrem leitenden Zustand in ihren nicht leitenden Zustand und umgekehrt umschaltet.
Meistens soll die Gasentladungslampe von einem Netzgerät versorgt werden. Folglich kann die erfindungsgemäße Schaltung vorteilhaft eine AC/DC-Wandlereinrichtung zum Versorgen der DC-Leistungsversorgungseinrichtung der Schaltung von einem Netzgerät aufweisen. Vorzugsweise kann die AC/DC-Wandlereinrichtung der erfindungsgemäßen Schaltung ferner eine Radiofrequenzstörungsfiltereinrichtung aufweisen, um Störungen der erfindungsgemäßen Schaltung von äußeren elektrischen oder elektronischen Quellen und Störungen durch die Schaltung zu reduzieren.
Die AC/DC-Wandlereinrichtung kann nach allgemein bekannten elektronischen Schaltungsprinzipien ausgeführt werden. So kann die AC/DC-Wandlereinrichtung der erfindungsgemäßen Schaltung z.B. von einer Umschaltmodusleistungsversorgung, einer geglätteten, stabilisierten oder unstabilisierten DC-Leistungsversorgungsschaltung, die im Stand der Technik per se allgemein bekannt ist, gebildet sein. Die AC/DC-Wandlereinrichtung kann ferner eine Filtereinrichtung zum Reduzieren oder Vermeiden einer Hochreaktanzbelastung des Netzgerätes aufweisen, um die Verformung der Sinuswellenform der Netzgerätspannung wegen einer nicht ohmschen Belastung des Netzgeräts zu reduzieren, wenn die Leistungsumschalteinrichtung der erfindungsgemäßen Schaltung periodisch von ihrem leitenden Zustand in ihren nicht leitenden Zustand und umgekehrt geschaltet wird und folglich periodisch Strom vom Netzgerät zieht. Die Filtereinrichtung der AC/DC-Wandlereinrichtung kann von einer konventionellen Netzbrummabsperrfiltereinrichtung gebildet sein.
Es ist klar daß z.B. die AC/DC-Wandlereinrichtung, die Filtereinrichtung usw. der erfindungsgemäßen Schaltung nach den in der internationalen Patentanmeldung Nr. PCT/DK87/00092 des Anmelders, auf die hiermit Bezug genommen wird, beschriebenen Prinzipien ausgeführt werden können.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen weiter beschrieben, in denen
Fig. 1 ein detailliertes Diagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Start- und Betriebsschaltung einer Hochleistungsgasentladungslampe, wie etwa einer Halogen-Metalldampflampe,
Fig. 2 ein das grundlegende Konzept oder Prinzip der erfindungsgemäßen Schaltung illustrierendes Schema,
Fig. 3 eine perspektivische und schematische Ansicht einer Ausführung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltung, wie in Fig. 1 gezeigt, ist und
die Fig. 4 und 5 eine bestimmte Rückkopplung oder Regelung der erfindungsgemäßen Schaltung illustrierende Schemata sind.
In Fig. 2 ist ein Schema der bevorzugten Ausführung einer elektronischen Schaltung einer Hochleistungs-Ballast- und Startschaltung, etwa mit 350 W, für eine Halogen-Metalldampflampe gezeigt. Die Schaltung ist in einem Block aus einer gestrichelten Linie eingeschlossen und insgesamt mit 10 bezeichnet. Die Schaltung wird von einem Netzgerät, wie etwa einem 220 V, 50 Hz oder einem 120 V, 60 Hz-Netzgerät versorgt und nimmt die Haupt-DC-Spannung an einem Paar Hauptversorgungsanschlüsse 22 und 23 ab. Die Hauptversorgungspannung wird einem Block 72 mit einem Radiofrequenzstörungsfilter 28 über eine Sicherung 25 und einen Temperatursensor 26 und über unten in weiteren Einzelheiten beschriebene Anschlüsse 32, 33 und 35 zugeführt. Der Ausgang des Blocks 72 und folglich der Ausgang des Radiofrequenzstörungsfilters 28 ist mit Eingängen eines einen AC/DC-Wandler oder eine DC-Spannungsversorgung bildenden Blocks 73 verbunden.
Der Block 73 beinhaltet 2 Gleichrichterdioden 36 und 37, die zusammen einen halben Brückengleichrichter bilden, und ferner 2 Glättungskondensatoren 38 und 39. Über der Reihenanordnung der Glättungskondensatoren 38 und 39 liegt eine geglättete DC-Spannung an, die der erfindungsgemäßen Ballastund Startschaltung zugeführt wird. Offensichtlich können die oben beschriebenen Hauptversorgungs- und DC-Leistungsversorgungsschaltungen in vielfacher Weise angepaßt werden, z. B. durch eine Umschaltmodusleistungsversorgung eine stabilisierte DC-Leistungsversorgungsschaltung, z. B. des in der internationalen Patentanmeldung PCT/DK87/00092, auf die hiermit Bezug genommen wird, beschriebenen Typs, ersetzt werden.
Die erfindungsgemäße Schaltung 10 umfaßt ferner im Grunde 2 Hauptschaltungsteile, nämlich erstens einen Schaltungsteil zum Starten oder Zünden einer Gasentladungslampe, die eine Halogen-Metalldampflampe, eine Lichtbogenlampe oder in manchen Fällen eine Fluoreszenzröhre, die auch von einer DC-Versorgungsschaltung versorgt werden kann, sein kann, wobei die Gasentladungslampe mit 11 bezeichnet ist und mit einem Paar Anschlüsse 12 und 13 verbunden ist, und zweitens eine Schaltung zum Halten eines DC-Stromflusses durch die Gasentladungslampe 11, nachdem die Gasentladungslampe 11 von dem oben zuerst erwähnten Schaltungsteil gezündet worden ist.
Es sei angenommen, daß die Gasentladungslampe 11 von ihrem AUS-Zustand, in dem sie eine extrem hohe Impedanzlast bildet, in ihren EIN-Zustand geschaltet worden ist, in dem sie eine ohmsche Last bildet, jedoch eine ohmsche Last mit negativer differenzieller Spannungsabhängigkeit. Wenn die Gasentladungslampe 11 gezündet worden ist, fließt ein DC-Strom von dem Anschluß 12 durch die Lampe 11 zu dem Anschluß 13. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Anschlüsse 12 und 13 der Schaltung 10 zu einer Reihenschaltung eines Spartransformators 15 mit einer Primärwicklung 16 und einer Sekundärwicklung 17, die zusammen eine Hochinduktivitätsdrossel bilden, und einer eine Parallelschaltung zweier Dioden 68 und 69 aufweisenden Diode verbunden, wie auch in Fig. 1 gezeigt. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind die Anoden der Dioden 68 und 69 mit einem mit 70 bezeichneten Knotenpunkt verbunden und die Kathoden der Dioden 68 und 69 mit einem mit 71 bezeichneten Knotenpunkt. Zusammen bilden die Lampe 11, die Drossel 15 und die Dioden 68 und 69 einen geschlossenen Stromkreis, in dem in der Drossel 15 gespeicherte Leistung durch die Dioden 68 und 69 der Lampe 11 zugeführt wird.
In Fig. 2 ist die Drossel 15 in einem mit 75 bezeichneten Block zusammen mit einem Kondensator 18 und einem Schalter 21 eingeschlossen, die unten anhand Fig. 1 in weiteren Einzelheiten beschrieben werden, wobei der Kondensator 18 und der Schalter 21 Komponenten des oben zuerst erwähnten Schaltungsteils zum Starten oder Zünden der Gasentladungslampe 11 bilden. In Fig. 2 sind die Dioden 68, 69 in einem mit 74 bezeichneten Block eingeschlossen, der ferner eine von zwei auch in Fig. 1 gezeigten Leistungs-MOS-FETs 59, 60 gebildete Leistungsumschalteinrichtung beinhaltet.
Ferner zeigt Fig. 2 einen wie unten beschrieben dem Zweck des Steuerns der Leistungsschalter 59, 60 dienenden Block 48. Wie oben erwähnt sei angenommen, daß die Gasentladungslampe 11 eingeschaltet worden ist, so daß ein positiver DC-Strom von der Hochinduktivitätsdrossel 15, in der die DC- Leistung induziert worden ist und gespeichert ist, durch die Dioden 68 und 69 zu dem Anschluß 12 und ferner durch die Gasentladungslampe 11 zu dem Anschluß 13 fließt. Wie im Stand der Technik allgemein bekannt, versucht die Drossel 15, einen konstanten Leistungsfluß durch sich selbst zu halten. Wenn jedoch die zuvor in der Drossel induzierte und darin gespeicherte Leistung zu der Gasentladungslampe 11 übertragen wird, nimmt der von der Drossel 15 zugeführte Strom ab. Diese Abnahme des Stromflusses oder des Leitungsflusses von der Drossel 15 zu der Lampe 11 wird von dem Block 48 erfaßt, der den Betrieb der Leistungs-MOS-FETs 59, 60 steuert, die bisher in ihrem nicht leitenden Zustand gewesen sind, so daß kein Strom von dem Knotenpunkt 70 durch die Leistungs-MOS-FETs 59 und 60 geflossen ist. Wenn die Abnahme des Leistungs- und/oder Stromflusses von der Drossel 15 zu der Lampe 11 von dem Block 48 erfaßt wird, werden die Leistungs-MOS-FETs 59 und 60 in ihren leitenden Zustand umgeschaltet, so daß ein Strompfad erzeugt wird von der Diode 36 des Blocks 73 durch den Knotenpunkt 71, den Anschluß 12, durch die Gasentladungslampe 11, durch den Anschluß 13, durch die Sekundär- und Primärspule 17 bzw. 16 der Hochinduktivitätsdrossel 15, durch den Knotenpunkt 70 und weiterhin durch die Leistungs-MOS-FETs 59 und 60 zu der Diode 37. Folglich wird durch einen Anstieg des durch die Drossel 15 zugeführten Stroms Leistung von dem DC-Leistungsversorgungsblock 73 zu der Hochinduktivitätsspule 15 übertragene wobei die in der Drossel 15 induzierte Leistung darin gespeichert wird und später, wenn die Leistungs-MOS-FETs 59 und 60 gesteuert von dem Block 48 in ihren nicht leitenden Zustand geschaltet werden, durch die Dioden 68 und 69 zu der Gasentladungslampe 11 zum Halten des Stromflusses dadurch und folglich zum Halten der Gasentladungslampe in ihrem EIN-Zustand übertragen wird.
In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße elektronische Schaltung 10 in weiteren Einzelheiten gezeigt. So sind in Fig. 1 die Anschlüsse 22 und 23 als Anschlüsse einer Dreipolsteckverbindung 24 illustriert. Ähnlich sind in Fig. 1 die Anschlüsse 32, 33 und 35 als Anschlüsse einer Fünfpolsteckverbindung 34 illustriert, und die Anschlüsse 12 und 13 sind als Anschlüsse einer Dreipolsteckverbindung 14 illustriert. Die oben erwähnte Sicherung 25 und der Temperatursensor 26 sind auch in Fig. 1 gezeigt, wobei der Temperatursensor 26 schematisch als thermisch an eine Parallelschaltung zweier Hochleistungswiderstände 30 und 31 gekoppelt illustriert ist, wie mit einer Wellenlinie zwischen dem Temperatursensor 26 und dem Widerstand 30 gezeichnet.
In dem oberen linken Teil von Fig. 1 ist auch der Radiofrequenzstörungsfilter 28 zusammen mit einen Kondensator 27 und einen zwischen die Eingangsanschlüsse bzw. die Ausgangsanschlüsse des Radiofrequenzstörungsfilters 28 quergeschalteten Widerstand 29 beinhaltenden Zusatzkomponenten zeigt. Wie für den ausgebildeten Fachmann ersichtlich, dienen die Anschlüsse 32, 33 und 35 der Fünfpolsteckverbindung 34 dem Zweck, eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Anschlüssen 32 und 33 durch einen in der Zeichnung nicht gezeigten EIN/AUS- -Schalter und ferner zwischen dem Anschluß 32 und dem Anschluß 35 durch eine in der Zeichnung nicht gezeigte Anzeigelampe herzustellen, die anzeigt, daß die Hauptversorgungsschaltung eingeschaltet oder alternativ ausgeschaltet ist oder von dem Netzgerät in dem Fall abgetrennt ist, daß die Sicherung 25 durchgebrannt ist, oder in dem Fall, daß der Temperaturdetektor 26 von den Widerständen 30 und 31 auf eine erhöhte Temperatur aufgeheizt worden ist, bei der der Temperaturdetektor 26 die interne Verbindung durch den Detektor unterbricht.
Mitten in dem gestrichelten Block 10 ist der Block 48 gezeigt, der in dem in Fig. 1 gezeigten detaillierten Schaltdiagramm durch eine integrierte DC/DC-Wandlerschaltung des Typs MC34063 verwirklicht ist. Die Anschlußstiftchen 1, 6 und 8 der integrierten Schaltung 48 sind mit einer positiven Zufuhrschiene 83 verbunden, die ferner mit der Kathode der Diode 36 oder dem Knotenpunkt 71 durch einen Widerstand 40 verbunden ist. Die positive Zufuhrschiene 83 ist ferner mit der Masse der Schaltung durch einen Glättungskondensator 51 verbunden. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das Anschlußstiftchen 4 der integrierten Schaltung 48 mit einer negativen Zufuhrschiene 82 kurzgeschlossen, die mit der Anode der Diode 37 verbunden ist, und das Anschlußstiftchen 3 der integrierten Schaltung 48 ist mit der negativen Zufuhrschiene durch einen Kondensator 49 verbunden. Der Knotenpunkt der Kondensatoren 38 und 39 ist mit der positiven Zufuhrschiene 83 durch einen Widerstand 41 und mit der negativen Zufuhrschiene 82 durch eine Parallelschaltung eines Glättungskondensators 42 und einer Zenerdiode 43 verbunden.
Die positive Zufuhrschiene 83 ist ferner mit einer zwei Widerstände 45 und 47, eine Zener-Diode 44 und einem PNP- Transistor 46 beinhaltenden Freigebeschaltung verbunden, wobei der Kollektor des PNP-Transistors 46 der Freigebeschaltung mit dem Anschlußstiftchen 7 der integrierten Schaltung 48 verbunden ist. Die die Komponenten 44-47 beinhaltende Freigebeschaltung dient dem Zweck, den Steuerblock 48 in dem Fall zu sperren, daß die über dem Kondensator 51 und folglich zwischen der positiven und der negativen Zufuhrschiene 83 bzw. 82 anliegende positive Versorgungsspannung unter einer vorbestimmten und von der Zenerspannung der Zenerdiode 44 bestimmten Schwelle liegt. Es ist klar, daß die die Komponenten 44-47 beinhaltende Freigebeschaltung hauptsächlich dem Zweck dient, den Steuerblock 48 zu sperren bis die interne DC-Versorgungspannung der Schaltung einen passenden Pegel erreicht hat, wenn die ganze elektronische Schaltung 10 durch Verbindung mit der Hauptversorgung eingeschaltet wird.
Der Steuerausgang des Steuerblocks 48, der von dem Anschlußstift 2 der integrierten Schaltung 48 gebildet ist, ist mit der negativen Zufuhrschiene 82 durch einen Widerstand 54 und mit der Basis einer vollkomplementären Transistortreiberschaltung mit einem NPN-Transistor 55 und einem PNP-Transistor 56 verbunden, wobei der Kollektor des PNP-Transistors 56 mit der negativen Zufuhrschiene 82 verbunden ist, der Kollektor des NPN-Transistors 55 mit der positiven Zufuhrschiene 83 verbunden ist und die Emitter der Transistoren 55 und 56 mit den Gates der Leistungs-MOS-FETs 59 und 60 durch zwei Widerstände 57 bzw. 58 verbunden sind. Die Verbindungsteile der Leistungs-MOS-FETs 59 und 60 sind zwischen den Knotenpunkt 70 und die negative Zufuhrschiene 82 durch eine Parallelschaltung eines Strombegrenzungswiderstandes 64 und eines Kondensators 65 zwischengeschaltet. Der Knotenpunkt des Widerstandes 64, der Kondensator 65 und die Leistungs-MOS-FETs 59 und 60 sind ferner mit einer Anode einer Diode 63 und durch einen Kondensator 66 mit dem Knotenpunkt 71 verbunden. Der Knotenpunkt 71 ist ferner mit der negativen Zufuhrschiene 82 durch einen Glättungskondensator 67 verbunden. Die Kathode der Diode 63 ist mit der negativen Zufuhrschiene 82 durch einen Kondensator 62 und mit einer Anode einer weiteren Diode 53 durch einen Widerstand 61 verbunden, wobei die Kathode der weiteren Diode 63 mit dem Anschlußstiftchen 5 der integrierten Schaltung 48 und ferner mit der negativen Zufuhrschiene 82 durch einen Widerstand 50 und einen Kondensator 52 verbunden ist.
Im rechten Teil von Fig. 1 ist der Spartransformator 15 mit seiner Primärwicklung 16 und seiner Sekundärwicklung 17 gezeigt. Ferner sind der oben erwähnte Kondensator 18 und der Schalter 21, der von einem Arrestor oder einem Diac gebildet ist, zusammen mit einem Strombegrenzungswiderstand 19 gezeigt, der in Reihenanordnung mit dem Kondensator 18 und einem weiteren Widerstand 20 verbunden ist, wodurch eine Verbindung zwischen dem Knotenpunkt des Widerstands 19 und dem Arrestor oder Diac 21 gebildet wird.
Es wird nun der Zünd- oder Startbetrieb der Schaltung 10 im einzelnen beschrieben. Vorausgesetzt, daß der Block oder die integrierte Schaltung 48 wie oben diskutiert freigegeben worden sind, schaltet der DC/DC-Wandler 48 sein Anschlußstiftchen 2 auf "HOCH", was dazu führt, daß die Leistungs-MOS-FETs 59 und 60 eingeschaltet werden, wenn der Knotenpunkt der Emitter der vollkomplementären Transistortreiber 55 und 56 auch auf "HOCH" geschaltet wird. Auch der Knotenpunkt 70 wird auf "HOCH" geschaltet, und an die Primärwicklung 16 der Hochinduktivitätsdrossel 15 wird eine positive Spannung angelegt. In der Primärwicklung 16 wird ein Strom induziert. Wenn jedoch die Gasentladungslampe 11 noch nicht gezündet oder gestartet worden ist, ist der Strompfad von der Primärwicklung 16 durch die Sekundärwicklung 17 und weiterhin durch die Gasentladungslampe 11 unterbrochen, weil die Gasentladungslampe eine extrem hohe Impedanzlast darstellt. Der in der Primärwicklung 16 induzierte Strom führt zu der Erzeugung einer Spannung über dem Kondensator 18. Wenn die Spannung über dem Kondensator 18 steigt, stellt der Gasarrestor 21 plötzlich eine Kurzschlußverbindung durch sich selbst mit dem Ergebnis her, daß die über dem Kondensator 18 gespeicherte Spannung durch den Strombegrenzungswiderstand 19 und ferner durch die Primärwicklung 16 des Spartransformators 15 entladen wird, welcher von seiner Primärwicklung 16 auf seine Sekundärwicklung 17 eine Transformation der an die Primärwicklung 16 des Spartransformators angelegten Spannung durchführt, so daß eine genau definierte, hohe Zündspannung über der Sekundärwicklung 17 des Spartransformators 15 erzeugt wird. Es ist klar, daß die über der Sekundärwicklung 17 des Spartransformators 15 erzeugte Zündoder Startspannung ausschließlich durch die Schwellspannung des Gasarrestors 21 und ferner durch die Wicklungsverhältnisse der Primärspule 16 und der Sekundärspule 17 bestimmt ist. Folglich wird eine bestimmte Zünd- oder Startspannung an die Gasentladungslampe angelegt, wobei die Zünd- oder Startspannung zu einer sicheren Zündung der Gasentladungslampe 11 führt. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die von dem oben beschriebenen Zünd- oder Startteil der erfindungsgemäßen elektronischen Schaltung erzeugte Zündspannung von der Größenordnung von 3 kV.
Der Block 48 erfaßt die über dem Kondensator 65 anliegende Spannung an seinem Anschlußstiftchen 5, wobei die Spannung den Stromfluß durch die Gasentladungslampe 11 darstellt. Die über dem Kondensator 65 anliegende Spannung wird durch eine Abtasthalteschaltung mit der oben erwähnten Diode 63, dem Kondensator 62 und ferner durch eine Spannungsteilerschaltung mit den Widerständen 61 und 50 übertragen.
In Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht dieser bevorzugten Ausführung der oben beschriebenen elektronischen Schaltung 10 den nach der Erfindung auf einer gedruckten Leiterplatte 76 montiert gezeigt.
In den Fig. 4 und 5 ist ein besonderer Aspekt der Erfindung illustriert. Es ist klar, daß das von der Entladungslampe 11 emittierte Licht von dem durch die Gasentladungslampe fließenden DC-Strom erzeugt wird und von dem Steuerblock 48 in einem geschlossenen Regelkreis gesteuert wird, wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich. Durch das Steuern der Lichtemission der Gasentladungslampe 11 in einem geschlossenen Regelkreis, kann die Lichtemission der Gasentladungslampe 11 nach bestimmten Anforderungen verändert oder gesteuert werden, indem der Steuerblock 48 verändert wird oder indem der geschlossene Regelkreis angepaßt wird. So ist in Fig. 4 ein Lichtdetektor 80 mit dem Steuerblock 48 durch einen Anschluß 81 verbunden, wobei der Lichtdetektor 80 die Intensität des von der Gasentladungslampe 11 emittierten Lichts an der Position des Lichtdetektors 80 erfaßt und die erfaßte Lichtintensität betreffende Informationen an den Steuerblock 48 überträgt, wodurch die Lichtemission der Lampe 11 durch den Steuerblock 48 beeinflußt wird.
Alternativ kann der Steuerblock 48, wie in Fig. 5 illustriert, durch den Anschluß 81 von einer externen Steuereinrichtung 84 angesteuert werden, wie etwa einer Speichereinrichtung mit einem die Abnahme der Intensität des von der Gasentladungslampe des fraglichen Typs emittierten Lichts mit zunehmendem Alter der Gasentladungslampe darstellenden Programm. In Fig. 5 ist der externe Steuerblock 84 mit einer Taste 79 verbunden, die eine beim Ersetzen der Gasentladungslampe 11 durch eine neue zum Rücksetzen des Programms zu betätigende Rücksetztaste bildet. Als weitere Alternative kann der externe Steuerblock 84 z. B. mit einem Schalter zum Wechseln der Intensität des von der Gasentladungslampe emittierten Lichts durch Betätigen des Schalters verbunden sein.
Es ist klar, daß das in Fig. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel vorteilhaft in Verbindung mit ultraviolett strahlenden Lampen, wie etwa bei Sterilisiersystemen, z. B. zum Sterilisieren von Trinkwasser, verwendet werden kann. Durch Anordnen des Lichtintensitätsdetektors 80 und der Ultraviolettstrahlung emittierenden Gasentladungslampe 11 auf gegenüberliegenden Seitenflächen einer UV-transparenten Leitung, durch die Trinkwasser fließt, kann der Lichtintensitätsdetektor 80 die Ultraviolettstrahlungsemission der Gasentladungslampe 11 steuern, um eine minimale Ultraviolettstrahlungsexposition jedes Anteils des Trinkwassers zu garantieren. Alternativ kann das Trinkwassersterilisiersystem durch Verwenden des in Fig. 5 gezeigten alternativen Ausführungsbeispiels ausgeführt werden, weil die ultraviolett strahlende Gasentladungslampe 11 durch Eingeben von den Wasserfluß durch die oben erwähnte Leitung darstellenden Informationen in den Steuerblock 48 durch den externen Steuerblock 84, z. B. von einem Wasserflußmeßgerät oder dergleichen, gesteuert werden kann.
Eine weitere Anwendung der elektronischen Hochleistungsballast- und Startschaltung nach der Erfindung liegt im Gebiet der Straßenbeleuchtung und weiterhin im Gebiet der Fotokopierer, bei denen die in den Fig. 4 und 5 illustrierten Steueraspekte vorteilhaft angewendet werden können. Netzspannung Netzfrequenz Schaltung gekühlt Lampe gekühlt Starttest 120V-warme Lampe beim Start Niederspannung 90V heiße Lampe
Iin ist der der elektronischen Ballast- und Startschaltung von dem Netzgerät zugeführte Strom, Pin ist die der elektonischen Ballast- und Startschaltung von dem Netzgerät zugeführte Leistung und ILampe ist der von der elektronischen Ballast- und Startschaltung der mit der Schaltung verbundenen Gasentladungslampe zugeführte Strom.

BEISPIEL

Es sei angemerkt, daß die Lampe innerhalb eines Zeitraums von 60-75 sec mit ihrem normalen Betriebsleistungspegel arbeitet.
Eine 120 V, 350 W Ausführung der in Fig. 1 gezeigten Schaltung wurde aus den folgenden Komponenten aufgebaut:
Der Widerstand 61 war ein 22 Ω, Metallfilm, 0,5 W, 1 % Widerstand,
die Widerstände 57 und 58 waren 10 Ω, Metallfilm, 0,5 W, 1 % Widerstände,
der Widerstand 50 war ein 180 Ω Metallfilm, 0,5 W, 1 % Widerstand,
der Widerstand 54 war ein 1 kΩ, Metallfilm, 0,5 W, 1 % Widerstand,
der Widerstand 45 war ein 10kΩ, Metallfilm, 0,5 W, 1 % Widerstand,
der Widerstand 47 war ein 100 kΩ, Metallfilm, 0,5 W, 1 % Wider stand,
der Widerstand 20 war ein 1 MΩ, Metallfilm, 0,5 W, 1 % Widerstand,
der Widerstand 29 war ein spannungsabhängiger Widerstand, ein 250 V Varistor,
der Widerstand 40 war ein 27 kΩ, drahtgewickelter, Minimum 7 W, 5 % Widerstand,
der Widerstand 41 war ein 10 kΩ, drahtgewickelter, Minimum 7 W, 5 % Widerstand,
die Widerstände 64 und 19 waren 1Ω, drahtgewickelte, Minimum 5 W, 5 % Widerstände,
die Widerstände 30 und 31 waren 3,9 Ω, drahtgewickelte, Minimum 17 W, 10 % Widerstände,
der Kondensator 66 war ein 1 nF, 400 V Kondensator,
der Kondensator 49 war ein 1 nF, 63 V Kondensator,
der Kondensator 51 war ein 100 nF, 63 V Kondensator,
die Kondensatoren 52 und 62 waren 220 nF, 63 V Kondensatoren,
der Kondensator 65 war ein 680 nF, 63 V Kondensator,
die Kondensatoren 27, 67 und 18 waren 2,2 uF, 400 V Polyesterkondensatoren,
der Kondensator 42 war ein 100 uF, 16 V, elektrolytischer, Minimum 105 ºC Kondensator,
die Kondensatoren 38 und 39 waren 470 uF, 350 V, elektrolytische, Minimum 85 º Kondensatoren,
der Spartransformator 15 war eine 17 mH Minimum, 4 A Drossel,
der Radiofrequenzstörungsfilter 28 war ein RFI-Filter, Minimum 4 A, 6,8 mH,
die Transistoren 59 und 60 waren 500 V, MOS-FET, Minimum 2 A, Maximum 1,5 Ω Transistoren,
die Transistoren 46 und 56 waren PNP, 50 V, 0,6 A Transistoren,
der Transisitor 55 war ein NPN, 50 V, 0,6 A Transistor,
die integrierte Schaltung 48 war ein Motorola MC 34063 IC,
die Dioden 36 und 37 waren Minimum 6 A, Minimum 600 V Gleichrichterdioden,
die Dioden 53 und 63 waren Kleinsignal Si-Dioden,
die Dioden 68 und 69 waren schnelle MIN 1 A, 400 V, Maximum 500 nS Dioden,
die Zenerdiode 44 war eine 12 V, Minimum 0,5 W Zenerdiode,
die Zenerdiode 43 ware 16 V, Minimum 1 W Zenerdiode,
die Sicherung 25 war eine 7 A Sicherung,
der Temperaturdetektor 26 war ein 85 ºC, 5 % Temperaturdetektor,
der Schalter oder Gasarrestor 21 war ein Gasarrestor oder Diac,
die Steckverbindungen 14 und 24 waren Dreipolstiftsteckverbindungen, Minimum 6 A,
die Steckverbindung 34 war eine Fünfpolstiftsteckverbindung, Minimum 6 A,
die gesamte elektronische Schaltung wurde auf einer beschichteten gedruckten Leiterplatte 76 montiert.
Obwohl die Erfindung anhand eines bestimmten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben worden ist, soll dies so verstanden werden, daß zahlreiche Veränderungen und Anpassungen durchgeführt werden können, die für einen durchschnittlichen Fachmann offensichtlich sind, ohne den in den Ansprüchen definierten Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Start- und Betriebsschaltung einer Gasentladungslampe (11) mit einem Paar Anschlüsse, wobei die Schaltung (10) aufweist:

eine DC-Leistungsversorgungseinrichtung (73), die ein Paar DC-Leistungsversorgungsanschlüsse aufweist und über diesem Paar DC-Leistungsversorgungsanschlüsse eine DC-Leistungsversorgungsspannung erzeugt,

eine Hochspannungserzeugungseinrichtung (16, 18), die mit dem Paar DC-Leistungsversorgungsanschlüsse und dem Paar Anschlüsse der Gasentladungslampe (11) verbunden ist und eine hohe DC-Startspannung aus der DC-Leistungsversorgungsspannung erzeugt, sofern durch die Gasentladungslampe (11) kein Strom fließt, wobei die hohe DC-Startspannung dem Paar Anschlüsse der Gasentladungslampe zugeführt wird, um einen Stromfluß durch die Gasentladungslampe (11) hervorzurufen,

eine Induktionseinrichtung (15), die zusammen mit der Gasentladungslampe (11) in einem geschlossenen Stromkreis verbunden ist, in dem von der Induktionseinrichtung (15) Leistung an die Gasentladungslampe (11) übertragen wird, während durch die Gasentladungslampe (11) Strom fließt,

eine Sensoreinrichtung (48), die mit dem geschlossenen Stromkreis verbunden ist und die Leistungsübertragung von der Induktionseinrichtung (15) an die Gasentladungslampe (11) erfaßt, und

eine Leistungsumschalteinrichtung (74; 59, 60), die die DC-Leistungsversorgungseinrichtung (73) und den geschlossenen Stromkreis miteinander verbindet und umschaltbar ist zwischen einem leitenden Zustand, in dem die Leistungsumschalteinrichtung (74; 59, 60) Leistung aus der DC- Leistungsversorgungseinrichtung (73) in der Induktionseinrichtung induziert, und einem nichtleitenden Zustand, in dem keine Leistung aus der DC-Leistungsversorgungseinrichtung (73) durch die Leistungsumschalteinrichtung (74; 59, 60) in der Induktionseinrichtung (15) induziert wird, wobei die Leistungsumschalteinrichtung (74; 59, 60) von der Sensoreinrichtung (48) zum Umschalten der Leistungsumschalteinrichtung (74; 59, 60) von ihrem leitenden Zustand in ihren nichtleitenden Zustand und umgekehrt zum Aufrechterhalten des Stromflusses durch die Gasentladungslampe (11) in dem geschlossenen Stromkreis gesteuert wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, bei der die Leistungsumschalteinrichtung (74; 59, 60) von der Sensoreinrichtung (48) zum Aufrechterhalten der Leistungsübertragung von der Induktionseinrichtung zu der Gasentladungslampe (11) innerhalb bestimmter Grenzen der Leistungsübertragung gesteuert wird, um eine im wesentlichen konstante Leistungsübertragung von der Induktionseinrichtung (15) an die Gasentladungslampe (11) in dem geschlossenen Stromkreis hervorzurufen.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Sensoreinrichtung (48) mit der Leistungsumschalteinrichtung (74; 59, 60) durch eine einen geschlossenen Regelkreis bildende Steuereinrichtung verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung eine Lichtintensitätserfassungseinrichtung (80) einschließt, die die Intensität des von der Gasentladungslampe (11) erzeugten Lichts erfaßt, um eine im wesentlichen konstante Intensität des emittierten und von der Lichtintensitäterfassungseinrichtung (80) erfaßten Lichts zu erhalten.

4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Sensoreinrichtung (48) mit der Leistungsumschalteinrichtung (74; 59, 60) durch eine Steuereinrichtung (84) verbunden ist, welche ein die Veränderung der Intensität des von der Gasentladungslampe (11) emittierten Lichts als Funktion des Alters der Gasentladungslampe (11) darstellendes Programm enthält und die Intensität des von der Gasentladungslampe (11) emittierten Lichts so steuert, daß eine im wesentlichen konstante Intensität des von der Gasentladungslampe (11) emittierten Lichts durch Kompensation der Alterung der Gasentladungslampe (11) erhalten wird.

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Leistungsumschalteinrichtung (74; 59, 60) von einer Leistungstransistoreinrichtung (59, 60) gebildet ist, deren Gate mit der Sensoreinrichtung (48) verbunden ist und deren leitende Teile zwischen einen ersten Knotenpunkt des geschlossenen Stromkreises und einen Anschluß des Paares DC-Leistungsversorgungsanschlüsse geschaltet sind, wobei der geschlossene Stromkreis eine Reihenschaltung der Induktionseinrichtung (15) und der Gasentladungslampe (11) und weiterhin einer Diodeneinrichtung (68, 69) aufweist, die ein Paar Elektrodenanschlüsse umfaßt und den Stromfluß durch die Gasentladungslampe (11) zuläßt, aber jeden Stromfluß in der umgekehrten Richtung durch die Gasentladungslampe (11) blockiert, wobei einer aus dem Paar Elektrodenanschlüsse der Diodeneinrichtung den ersten Knotenpunkt des geschlossenen Stromkreises bildet und der andere Elektrodenanschluß aus dem Paar Elektrodenanschlüsse der Diodeneinrichtung (68, 69) einen zweiten Knotenpunkt des geschlossenen Stromkreises bildet, wobei der zweite Knotenpunkt mit dem anderen Anschluß aus dem Paar DC-Leistungsversorgungsanschlüsse verbunden ist.

6. Schaltung nach Anspruch 5, bei der die Induktionseinrichtung (15) von einer Spartransformatoreinrichtung mit einer Primärwicklung (16) und einer Sekundärwicklung (17) gebildet ist, wobei die Primär- und die Sekundärwicklung (16, 17) in einer Reihenanordnung in den geschlossenen Stromkreis eingebunden sind, die Zahl der Windungen der Sekundärwicklung (17) größer als diejenige der Primärwicklung (16) ist, die Hochspannungserzeugungseinrichtung (18) eine Gasarrestoreinrichtung (21) und eine Kondensatoreinrichtung (18) umfaßt und die Gasarrestoreinrichtung (21) und die Kondensatoreinrichtung (18) in einer Reihenschaltung parallel zu der Primärwicklung (16) der Spartransformatoreinrichtung (15) liegen.

7. Schaltung nach Anspruch 5 oder 6, bei der die Sensoreinrichtung (48) eine DC/DC-Wandlereinrichtung mit einem mit dem zweiten Knotenpunkt des geschlossenen Stromkreises verbundenen Erfassungseingang (5) und einem mit dem Gate der Leistungstransistoreinrichtung (59, 69) verbundenen Steuerausgang (2) umfaßt.

8. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Schaltung (10) außerdem eine AC/DC-Wandlereinrichtung (73) zum Versorgen der DC-Leistungsversorgungseinrichtung aus einer Hauptversorgung umfaßt.

9. Schaltung nach Anspruch 8, wobei die AC/DC-Wandlereinrichtung (73) eine Radiofrequenzstörungsfiltereinrichtung (28) umfaßt.