Schaltungsanordnung zum Betreiben von Glimm-Leuchtstofflampen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einem Transformator zum Betreiben von Glimm-Leuchtstofflampen an einer Netzspannung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Schaltungsanordnung ist z.B. aus US-A-3 360 753 bekannt.

[0002] Bisher wurden für den Betrieb von Glimm-Leuchtstofflampen Streufeldtransformatoren bzw. lose gekoppelte Transformatoren, bei denen der Innenwiderstand durch Herabsetzung des Wirkungsgrades erhöht wurde, verwendet. Außerdem kamen andere Behelfsvorrichtungen, wie der Einsatz weiterer Bauteile sowie Zündhilfselektroden zur Anwendung.

[0003] Glimm-Leuchtstofflampen benötigen eine Stromquelle, die zu Beginn jeder Zündphase eine hohe Zündspannung bereitstellt, die sofort nach Zündung der Glimm-Leuchtstofflampe auf die Brennspannung zusammenbricht und von da an möglichst linear bei dieser Spannung den gewünschten Brennstrom liefert, bis die Stromphase zu Ende ist. Die stromlose Zeitspanne bis zur nächsten Zündung soll so kurz wie möglich sein, da die Zündspannung für die nächste Brennphase um so höher sein muß, je mehr die rasch abklingende Ionisation neu aufzubauen ist. Dieser Umstand machte daher bisher den Betrieb von Glimm-Leuchtstofflampen mit herkömmlichen 50 Hz-Transformatoren unmöglich.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung mit einem Transformator zum Betrieb von Glimm-Leuchtstofflampen an einer Netzspannung zu schaffen, die einen hohen Wirkungsgrad besitzt und kostengünstig herzustellen ist. Die Glimm-Leuchtstofflampen sollen damit sicher zu zünden und flackerfrei zu betreiben sein.

[0005] Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Merkmale der Schaltungsanordnung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0006] Durch den Aufbau des Transformatorkerns aus drei Schenkeln, wobei zumindest ein Schenkel keine Wicklung trägt, wird es möglich, ausreichend hohe Zündspannungen von ca. 1000 V zu erzielen, die sofort nach erfolgter Zündung auf Brennspannungen von ca. 200 V zusammenbrechen.

[0007] Nach dem Anlegen der Netzspannung an die Schaltungsanordnung läuft im Transformator folgender Vorgang ab: mit steigender Primärspannung wird in dem aus dem ersten und zweiten Schenkel und den beiden Jochen gebildeten Kreis des Magnetkerns ein entsprechendes Kraftfeld aufgebaut. In der Sekundärwicklung entsteht eine induzierte Spannung, die bei Erreichen der für die Glimm-Leuchtstofflampe notwendigen Zündspannung die Lampe zündet. Die Sekundärspannung sinkt anschließend auf die Brennspannung ab. Die noch immer ansteigende Primärspannung magnetisiert nun den bzw. die bis dahin nahezu nicht magnetisierten dritten Schenkel ohne Wicklung und schließt den Kraftlinienkreis über den ersten Schenkel, wobei der zweite Schenkel übergangen wird. Beim nachfolgenden Abbau der Felddichte aufgrund der sinkenden Primärspannung fließt der im dritten Schenkel bzw. in den dritten Schenkeln gespeicherte Magnetismus über die Joche wieder zurück, bevorzugt auf dem kürzeren Weg über den zweiten Schenkel und gibt einen Teil seiner Energie an die Sekundärwicklung bzw. an die Lampe ab. Dies wäre ohne den dritten Schenkel nicht möglich, da zu diesem Zeitpunkt aufgrund der abklingenden Netz-Sinusspannung über die Sekundärwicklung keine Energie mehr an die Lampe abgegeben werden könnte. Es stellt sich somit an der Lampe eine längere Brenndauer ein, als es sich aus der Sinushalbwelle ergeben würde.

[0008] Durch eine entsprechende Dimensionierung der Permeabilität des dritten Schenkels kann der Rückfluß aus diesem Schenkel genau in den Nulldurchgang der Primärspannung gelegt werden. Der magnetische Rückfluß magnetisiert dann den zweiten Schenkel in die kommende Gegenrichtung vor und bewirkt so das Erreichen der Zündspannung in der nächsten Phase zu einem früheren Zeitpunkt. Das dadurch kürzere Zeitintervall bis zum Anstieg der Sekundärspannung in der folgenden Phase bewirkt, daß auch die Ionisation in der Zündstrecke der Lampe weniger abgeklungen ist, und somit eine geringere Zündspannung für die Wiederzündung benötigt wird.

[0009] Somit ergeben sich in jeder Phase kürzere Wiederzündzeiten und die Lampe brennt immer gleichmäßiger.

[0010] Die Erfindung ist anhand der nachfolgenden Figuren näher veranschaulicht.

Figur 1

zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einem Transformator

Figur 2

zeigt den Aufbau der Magnetkernbleche für einen Transformator, wie er in der Schaltungsanordnung gemäß Figur 1 Verwendung findet

[0011] In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Glimm-Leuchtstofflampe GLL vom Typ T4 mit einer Leistungsaufnahme von 5 W an einer Netz-Wechselspannung von 230 V dargestellt. Der Transformator TR weist drei Wicklungen auf, eine Primärwicklung Wa, einen ersten Wicklungsteil Wb1 der Sekundärwicklung und einen zweiten Wicklungsteil Wb2 der Sekundärwicklung. Die Primärwicklung Wa und der erste Teil der Sekundärwicklung Wb1 sind auf einem ersten Schenkel I des Magnetkerns (s. Figur 2) angebracht und elektrisch miteinander verbunden. Der zweite Wicklungsteil Wb2 der Sekundärwicklung ist auf dem zweiten Schenkel II des Magnetkerns angebracht. Außerdem ist in den Primärkreis ein Kaltleiter PTC geschaltet, der als Sicherungselement dient.

[0012] Figur 2 zeigt den Aufbau der E- und I-Kernbleche im Maßstab 2:1 für einen Transformator TR, wie er in der in Figur 1 aufgeführten Schaltungsanordnung verwendet wird. In der Figur sind die Abmessungen der Kernbleche in mm aufgeführt. Die Kernbleche bestehen aus Eisenblech vom Typ St 12 und haben eine Dicke von 0,63 mm. Für den Magnetkern des oben aufgeführten Transformators werden 16 solcher Bleche benötigt.

[0013] Die Wicklungen bestehen aus einem lackierten Kupferdraht und haben folgende Abmessungen:

	Primärwicklung Wa	Sekundärwicklung Wb1	Sekundärwicklung Wb2
Windungszahl	7 600	8 630	22 880
Drahtdicke	0,05 mm	0,04 mm	0,04 mm

Ansprüche

1. Schaltungsanordnung zum Betreiben von Glimm-Leuchtstofflampen (GLL) an einem Netz, wobei die Schaltungsanordnung einen Transformator (TR) mit Magnetkern, einen Primärstromkreis mit einer Primärwicklung, der mit dem Netz, und einen Sekundärstromkreis mit einer Sekundärwicklung, der mit der Glimm-Leuchtstofflampe (GLL) verbunden ist, beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern des Transformators (TR) mindestens drei Schenkel (I, II, III) sowie zwei Joche aufweist, wobei die Primärwicklung (Wa) auf einen ersten Schenkel (I), ein erster Wicklungsteil (Wb1) der Sekundärwicklung auf denselben ersten Schenkel (I) sowie ein zweiter Wicklungsteil (Wb2) der Sekundärwicklung auf einen zweiten Schenkel (II) gewickelt ist und mindestens ein dritter Schenkel (III) frei von Wicklungen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schenkel und Joche des Magnetkerns unterschiedliche Querschnitte aufweisen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern aus E- und I-Kernblechen zusammengesetzt ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahl der Primärwicklung (Wa) kleiner als die Windungszahl des ersten Wicklungsteils (Wb1) der Sekundärwicklung auf dem ersten Schenkel (I) ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahl des zweiten Wicklungsteils (Wb2) der Sekundärwicklung auf dem zweiten Schenkel (II) größer als die Summe der Windungszahlen der Primärwicklung (Wa) und des ersten Wicklungsteils (Wb1) der Sekundärwicklung auf dem ersten Schenkel (I) ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärstromkreis mit dem Primärstromkreis elektrische verbunden ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Magnetkern-Material des mindestens einen dritten Schenkels (III), der frei von Wicklungen ist, in Material und Aufbau von den anderen Schenkeln unterscheidet.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine dritte Schenkel, der frei von Wicklungen ist, über mindestens einen definierten Luftspalt mit den Jochen verbunden ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung gleichzeitig das erste Wicklungsteil der Sekundärwicklung auf dem ersten Schenkel bildet.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Primärstromkreis zusätzlich ein Kaltleiter (PTC) geschaltet ist.

Claims

1. Circuit arrangement for operating glow fluorescent lamps (GLL) on a power system, the circuit arrangement containing a transformer (TR) with a magnet core, a primary circuit with a primary winding, which is connected to the power system, and a secondary circuit with a secondary winding, which is connected to the glow fluorescent lamp (GLL), characterized in that the magnet core of the transformer (TR) has at least three limbs (I, II, III) and two yokes, the primary winding (Wa) being wound onto a first limb (I), a first winding part (Wb1) of the secondary winding being wound onto the same first limb (I), and a second winding part (Wb2) of the secondary winding being wound onto a second limb (II), and at least a third limb (III) being free from windings.

2. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that all limbs and yokes of the magnet core have different cross sections.

3. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the magnet core is assembled from E-core and I-core laminations.

4. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the number of turns per unit length of the primary winding (Wa) is smaller than the number of turns per unit length of the first winding part (Wb1) of the secondary winding on the first limb (I) .

5. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the number of turns per unit length of the second winding part (Wb2) of the secondary winding on the second limb (II) is larger than the sum of the number of turns per unit length of the primary winding (Wa) and of the first winding part (Wb1) of the secondary winding on the first limb (I).

6. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the secondary circuit is electrically connected to the primary circuit.

7. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the magnet core material of the at least one third limb (III), which is free from windings, differs in material and design from the other limbs.

8. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the at least one third limb, which is free from windings, is connected to the yokes via at least one defined air gap.

9. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the primary winding simultaneously forms the first winding part of the secondary winding on the first limb.

10. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that a PTC thermistor (PTC) is additionally connected into the primary circuit.

Revendications

1. Circuit pour alimenter des lampes fluorescentes à lueur (GLL) sur un réseau, le circuit comprenant un transformateur (TR) ayant un noyau magnétique, un circuit primaire ayant un enroulement primaire qui est relié au réseau et un circuit secondaire ayant un enroulement secondaire qui est relié à la lampe fluorescente à lueur (GLL), caractérisé en que le noyau magnétique du transformateur (TR) comprend au moins trois branches (I, II, III), ainsi que deux culasses, l'enroulement (Wa) primaire étant enroulé sur une première branche (I), une premier partie (Wb1) de l'enroulement secondaire étant enroulée sur la même première branche (I), tandis qu'une deuxième partie (Wb2) de l'enroulement secondaire est enroulée sur une deuxième branche (II) et au moins une troisième branche (III) est sans enroulement.

2. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que toutes les branches et culasses du noyau magnétique ont des sections transversales différentes.

3. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau magnétique est composé de tôles de noyau E et I.

4. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de spires de l'enroulement (Wa) primaire est plus petit que le nombre de spires de la première partie (Wb1) de l'enroulement secondaire sur la première branche (I).

5. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre de spires de la deuxième partie (Wb2) de l'enroulement secondaire sur la deuxième branche (II) est plus grand que la somme du nombre de spires de l'enroulement (Wa) primaire et de la première partie (Wb1) de l'enroulement secondaire la première branche (I).

6. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en que le circuit secondaire est relié électriquement au circuit primaire.

7. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau du noyau magnétique d'au moins une troisième branche (III) qui est sans enroulement est différent par le matériau et par la structure des autres branches.

8. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que au moins une troisième branche qui est sans enroulement est reliée aux culasses par au moins un entrefer défini.

9. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'enroulement primaire forme en même temps la première partie de l'enroulement secondaire sur la première branche.

10. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est monté en outre dans le circuit primaire une résistance à coefficient de température positif (PTC).

Zeichnung