Anwendungsgebiet der Erfindung
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Vorschaltgerät für
fluoreszierende Lampen, welches das Vorheizen des Glühfadens optimiert.
Stand der Technik
[0002] Die Entladung von fluoreszierenden Lampen mit Glühkathoden wird gewöhnlich dadurch
aufrechterhalten, dass durch das Zünden durch Wechselstrom die Elektrode vorgeheizt
wird, die Emission der Elektrode (Angehen) stattfindet, und Elektrizitätsenergie als
Medium der Entladung zugeführt wird. Bei fluoreszierenden Lampen mit Glühkathoden
wird durch das Einschalten des Stromes in den sich gegenüberliegenden Glühkathoden
jede Glühkathode vorgeheizt, aus der elektronenemittierten Substanz werden Thermoelektronen
freigesetzt, und in der Glasröhre beginnt die Entladung. Durch den Resonanzübergang
der Quecksilberatome, welche durch die Entladungsenergie, die den Beginn der Entladung
begleitet, angeregt wurden, werden hauptsächlich ultraviolette Strahlen ausgesendet,
die ultravioletten Strahlen werden durch die fluoreszierende Schicht auf der Fläche
der Wand innerhalb der Glasröhre zu langwelligen Strahlen umgewandelt und so funktioniert
die Leuchtstofflampe als fluoreszierende Lampe. Der Zustand des Vorheizens der Entladungselektrode
beeinflusst u.a. die Beschaffenheit des Angehens der fluoreszierenden Lampe und die
Lebensdauer der Lampe.
[0003] Wenn das Vorheizen der Elektrode beim Angehen unzureichend ist, treten Phänomene
wie Glimmentladung, Zerfall der Elektrode, Abnutzung der emittierenden Materie oder
Schwärzung auf. Wenn andererseits die Elektrode übermäßig vorgeheizt wird, kommt es
zu Phänomenen wie u.a. Verdampfen oder der Abnutzung der emittierenden Materie.
[0004] Fig. 3 ist eine Figur eines Stromkreises, die eine herkömmliche Vorrichtung zum Zünden
einer Entladungslampe zeigt. An eine Spannungsquelle 1 ist ein Rauschfilterstromkreis
101 angeschlossen, dieser Rauschfilterstromkreis 101 ist mit einem Kondensator C1,
einer Gleichtaktdrossel Tr1 und einem Kondensator C2 ausgestattet, und an diesem Rauschfilterstromkreis
101 sind Eingangspolklemmen des Zweiweggleichrichters 102 wie z.B. einer Diodenbrücke
angeschlossen, und an den Ausgangspolklemmen dieses Zweiweggleichrichters 102 ist
ein Kondensator C3 für die Glättung angeschlossen.
[0005] An diesen Kondensator C3 ist ein Betriebsstromkreis 103 in Halbbrückenart der Serienresonanzart
für Hochfrequenzen, welcher als Betriebsstromkreis zwischen dem Zustand des Vorheizens,
der elektrische Spannung für das Vorheizen generiert, und dem gezündeten Zustand,
der höhere elektrische Spannung als im Zustand des Vorheizens benötigte zum Zünden
generiert, hin und her schaltbar, angeschlossen. An diesen Betriebsstromkreis 103
sind ein Transistor Q1 sowie ein Transistor Q2 in Serienschaltung angeschlossen, und
an den Sockel dieses Transistors Q1 sowie des Transistors Q2 ist ein Steuerstromkreis
104 angeschlossen.
[0006] Des Weiteren ist zwischen dem Kollektor und dem Emitter des Transistors Q2 jeweils
ein Ende der Glühfäden FLa, FLb der Entladungslampe FL angeschlossen, und gleichzeitig
ist durch die Vorschaltdrossel L1 ein Serienresonanzkreis 106 angeschlossen, und an
diesen Serienresonanzkreis 106 sind ein Kondensator C4 für die Resonanz und eine Primärwicklung
Tr2a eines Transformators Tr2 zum Vorheizen des Glühfadens in Parallelschaltung sowie
ein Gleichstromkreis des Kondensators C5 für die Unterbrechung des Gleichstromes in
Serienschaltung angeschlossen.
[0007] Des Weiteren sind an die Glühfäden FLa, FLb Spulen zum Vorheizen der Glühfäden Tr2b,
Tr2c des Transformators zum Vorheizen des Glühfadens Tr2 angeschlossen, und zwischen
dem Glühfaden FLb sowie der Spule zum Vorheizen des Glühfadens Tr2c ist ein Nebenschlusswiderstand
R1, der elektrischen Strom in elektrische Spannung umwandelt, angeschlossen.
[0008] An den Nebenschlusswiderstand R1 ist als Einrichtung für die Erkennung der Temperatur
des Glühfadens, welche die elektrische Spannung des Nebenschlusswiderstands R1 erkennt,
und als Einrichtung für die Erkennung des Widerstands des Glühfadens sowie als Einrichtung
für die Erkennung des elektrischen Strom des Glühfadens eine Auslöseschaltung 107
angeschlossen, und diese Auslöseschaltung 107 ist an den Steuerstromkreis 104 angeschlossen.
[0009] Wenn nun der elektrische Strom dieses Nebenschlusswiderstands R1 unter einen festgelegten
Wert fällt, bedeutet das, dass der Glühfaden FLb optimal vorgeheizt wurde, wodurch
mittels einer Erkennung des elektrischen Stromes des Nebenschlusswiderstands R1 die
Vorheiztemperatur des Glühfadens FLb ermittelt werden kann, und so kann die Entladungslampe
FL bei optimaler Temperatur eingeschaltet werden (siehe z.B. Patentliteratur 1).
Patentliteratur 1: Patentoffenlegung JP 1998-340791
Veröffentlichung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung
[0010] Bei der in der Patentliteratur 1 beschriebenen Vorrichtung zum Zünden einer Entladungslampe
wird, wenn beim vorbereitenden Erhitzen der Elektrode der Wert des Widerstandes des
Glühfadens FLb bei oder über einem festgelegten Wert liegt, der Betriebsstromkreis
vom Zustand des Vorheizens in den gezündeten Zustand umgestellt und die Entladungslampe
durch Zünden eingeschaltet, wodurch sich das Problem ergab, dass das Verhältnis der
Widerstände Rh/Rc der einzelnen Glühfäden nicht beachtet wurde. Hierbei ist Rc der
Wert des Widerstandes des Glühfadens vor dem vorbereitenden Erhitzen (kalter Widerstandswert),
und Rh der Wert des Widerstandes des Glühfadens nach dem vorbereitenden Erhitzen.
Üblicherweise wird das Verhältnis der Widerstände Rh/Rc als Funktion der Temperatur
dargestellt, und Rh/Rc = 4,0 entspricht gewöhnlich der Emissionstemperatur des Emitters,
und eine Umstellung von der vorbereitenden Erhitzung in den gezündeten Zustand bei
Rh/Rc = 4,0 gilt im Hinblick auf eine Verlängerung der Lebensdauer der fluoreszierenden
Lampe als optimal.
[0011] Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der Probleme geschaffen und hat als Ziel,
ein elektronisches Vorschaltgerät für fluoreszierende Lampen vorzulegen, welches das
Verhältnis der Widerstände der einzelnen Glühfäden Rh/Rc erkennt, und welches, wenn
es Rh/Rc = 4,0 feststellt, aus dem Zustand des Vorheizens in den gezündeten Zustand
umschaltet, wodurch die Lebensdauer von fluoreszierenden Lampen verbessert werden
kann.
Mittel zur Lösung der Aufgabe
[0012] Das elektronische Vorschaltgerät für fluoreszierende Lampen, auf die sich die vorliegende
Erfindung bezieht, ist ein elektronisches Vorschaltgerät für fluoreszierende Lampen,
welches den Glühfaden der fluoreszierenden Lampe vorheizt und nach der Vollendung
des Vorheizens die fluoreszierende Lampe zündet, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Ausgangsschaltung, die als Betriebsstromkreis zwischen dem Zustand des Vorheizens,
der die elektrische Spannung für das Vorheizen des Glühfadens generiert, und dem gezündeten
Zustand, der höhere elektrische Spannung als die für dieses Vorheizen benötigte generiert,
hin und her schaltbar ist, ein Stromkreis für die Berechnung der Beschaffenheit der
Elektrode, der die elektrische Spannung des Glühfadens sowie den elektrischen Strom
erkennt und den Wert des Widerstands dieses Glühfadens berechnet, und ein Element
zum Steuern des Vorheizstromes, welches den Widerstand Rc des Glühfadens vor dem Vorheizen
errechnet, indem unmittelbar vor dem Angehen der fluoreszierenden Lampe auf den Glühfaden
ein kleiner Stromfluss gegeben wird, der den Wert des Widerstandes nicht verändert,
und aus diesem Widerstand Rc des Glühfadens vor dem Vorheizen und aus dem Widerstand
Rh, der beim Starten der erwähnten fluoreszierenden Lampe vom erwähnten Stromkreis
zum Erkennen der Beschaffenheit der Elektrode errechnet, das Verhältnis der Widerstände
der negativen Pole Rh/Rc errechnet, und durch dieses Verhältnis der Widerstände der
negativen Pole Rh/Rc den Zeitpunkt der Umstellung des erwähnten Ausgangsschalters
aus dem Zustand des Vorheizens in den gezündeten Zustand steuert, vorgesehen sind.
[0013] Ferner ist das elektronische Vorschaltgerät für fluoreszierende Lampen, auf das sich
die vorliegende Erfindung bezieht, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe des Verhältnisses
der Widerstände der negativen Pole von Rh/Rc = 4,0 die Ausgangsschaltung vom Zustand
des Vorheizens in den gezündeten Zustand versetzt wird.
Effekt der Erfindung
[0014] Das elektronische Vorschaltgerät für fluoreszierende Lampen, auf das sich die vorliegende
Erfindung bezieht, kann durch die Struktur die Lebensdauer von fluoreszierenden Lampen
erhöhen.
Geeignete Form für die Ausführung der Erfindung
Ausgestaltung 1 der Ausführung
[0015] Figuren 1 bis 2 sind Figuren, welche Ausführungsform 1 zeigen, wobei Figur 1 die
Figur des Stromkreises des elektronischen Vorschaltgeräts für fluoreszierende Lampen
10 und Figur 2 eine Figur, welche den Zusammenhang zwischen der Lebensdauer der fluoreszierenden
Lampe und dem Verhältnis der Widerstände der negativen Pole zeigt, ist.
[0016] Wie in Figur 1 dargestellt ist bei dem elektronischen Vorschaltgerät für fluoreszierende
Lampen 10 an eine Spannungsquelle 1 (auch Wechselstromstromquelle genannt) ein Gleichrichter
2, der aus einer Diodenbrücke gebildet wird, angeschlossen. An die Ausgangspolklemmen
dieses Gleichrichters 2 ist ein Glättungsstromkreis 3 angeschlossen. Der Glättungsstromkreis
3 ist mit einem Glättungskondensator ausgestattet.
[0017] An den Glättungsstromkreis 3 ist eine Ausgangsschaltung 5 als Betriebsstromkreis,
der zwischen dem Zustand des Vorheizens, der elektrische Spannung für das Vorheizen
des Glühfadens generiert, und dem gezündeten Zustand, der höhere elektrische Spannung
als die für dieses Vorheizen benötigte generiert, hin und her schaltbar angeschlossen.
[0018] Bei der Ausgangsschaltung 5 sind der Transistor Q1 sowie der Transistor Q2 in Serienschaltung
angeschlossen, und an den Eingängen des Transistors Q1 sowie des Transistors Q2 ist
ein Steuerstromkreis 4 angeschlossen.
[0019] Der Steuerstromkreis 4 ist mit einem wie im Folgenden beschriebenen Teil zur Steuerung
des elektrischen Stromes zum Vorheizen 4a ausgestattet.
[0020] Am Kollektor des Transistors Q2 ist über die Vorschaltdrossel L1 ein Ende des Glühfadens
6b der fluoreszierenden Lampe 6 angeschlossen.
[0021] An den Emitter des Transistors Q2 ist über den Kondensator für die Unterbrechung
des Gleichstromes C2 sowie über den Nebenschlusswiderstand R1 ein Ende des Glühfadens
6a der fluoreszierenden Lampe 6 angeschlossen.
[0022] Darüber hinaus ist an das jeweils andere Ende des Glühfadens 6a und des Glühfadens
6b ein Kondensator zum Vorheizen C1 angeschlossen.
[0023] Der Stromkreis zum Erkennen der Beschaffenheit der Elektrode 7 erkennt die elektrische
Spannung des Glühfadens 6a und gleichzeitig erkennt er den elektrischen Strom des
Glühfadens 6a indem er die elektrische Spannung des Nebenschlusswiderstands R1 erkennt.
Aus den erkannten Werten des elektrischen Stroms und der elektrischen Spannung des
Glühfadens 6a wird der Wert des Widerstands des Glühfadens 6a errechnet.
[0024] Der Wert des Widerstands des Glühfadens 6a, den der Stromkreis zum Erkennen der Beschaffenheit
der Elektrode 7 errechnet hat, wird an den Teil zur Steuerung des elektrischen Stromes
zum Vorheizen 4a des Steuerstromkreises 4 geschickt.
[0025] Figur 2 ist eine Figur, welche den Zusammenhang zwischen der Lebensdauer der fluoreszierenden
Lampe und dem Verhältnis der Widerstände der negativen Pole zeigt, wobei gegenüber
dem Verhältnis der Widerstände der negativen Pole (Rh/Rc) die Lebensdauer der fluoreszierenden
Lampe etwa eine Gaußsche Kurve zeigt. Hierbei ist Rc der Wert der Widerstände der
Glühfäden 6a, 6b vor dem vorbereitenden Erhitzen (kalter Widerstandswert), und Rh
ist der Wert der Widerstände der Glühfäden 6a, 6b nach dem vorbereitenden Erhitzen.
Des Weiteren liegt in der Nähe von Rh/Rc = 4,0 die Spitze der Lebensdauer der fluoreszierenden
Lampe.
[0026] Der Teil zur Steuerung des elektrischen Stromes zum Vorheizen 4a bringt unmittelbar
vor dem Starten der fluoreszierenden Lampe 6 im Glühfaden 6a eine kleine Menge an
elektrischem Strom in einem Ausmaß, dass der Wert des Widerstands des Glühfadens 6a
nicht verändert wird (z.B.: 5 mA), zum Fließen. Der Stromkreis zum Erkennen der Beschaffenheit
der Elektrode 7 errechnet den Wert des Widerstands des Glühfadens 6a vor dem Vorheizen
Rc (kalter Widerstandswert).
[0027] Beim Starten der fluoreszierenden Lampe errechnet der Stromkreis zum Erkennen der
Beschaffenheit der Elektrode 7 den Wert des Widerstandes des Glühfadens 6a nach dem
Vorheizen Rh.
[0028] Der Teil zur Steuerung des elektrischen Stromes zum Vorheizen 4a errechnet aus den
Werten der Widerstände Rc und Rh des Glühfadens 6a, welche ihm vom Stromkreis zum
Erkennen der Beschaffenheit der Elektrode 7 übermittelt wurden, das Verhältnis der
Widerstände der negativen Pole Rh/Rc, und durch das Verhältnis der Widerstände der
negativen Pole Rh/Rc wird der Zeitpunkt, an dem die Ausgangsschaltung 5 vom Zustand
des Vorheizens in den gezündeten Zustand umgestellt wird, gesteuert.
[0029] Der Teil zur Steuerung des elektrischen Stromes zum Vorheizen 4a steuert die Ausgangsschaltung
5 in einer Weise, dass in der Nähe des Verhältnisses der Widerstände der negativen
Pole Rh/Rc = 4,0 aus dem Zustand des Vorheizens, der elektrische Spannung zum Vorheizen
der Glühfäden 6a, 6b generiert, in den gezündeten Zustand, der elektrische Spannung
für das Zünden, die höher ist als die für das Vorheizen benötigte, generiert, umgeschaltet
wird.
[0030] Dadurch kann, auch wenn sich die fluoreszierende Lampe 6 ändert, und auch wenn zwar
die fluoreszierende Lampe 6 die selbe bleibt aber sich der Zustand des Stoffes der
emittierten Thermoelektronen ändert, gewöhnlich im optimal vorgeheizten Zustand zum
Zünden übergegangen werden, und damit die Lebensdauer der fluoreszierenden Lampe 6
erhöht werden.
[0031] Da ferner der Teil zur Steuerung des elektrischen Stromes zum Vorheizen 4a durch
das Verhältnis der Widerstände der negativen Pole Rh/Rc den Zeitpunkt, zu dem die
Ausgangsschaltung 5 aus dem Zustand des Vorheizens in den gezündeten Zustand umgestellt
wird, steuert, kann z.B. bei einer Evaluierungsprüfung der Lebensdauer der fluoreszierenden
Lampe 6 das Verhältnis der Widerstände der negativen Pole Rh/Rc, bei dem die Ausgangsschaltung
5 aus dem Zustand des Vorheizens in den gezündeten Zustand umgestellt wird, beliebig
ausgewählt werden.
Kurze Beschreibung der Figuren:
[0032]
Figur 1: Figur, welche die Ausführungsform 1 zeigt, und welche eine Figur des Stromkreises
des elektrischen Vorschaltgeräts für fluoreszierende Lampen 10 ist.
Figur 2: Figur, welches die Ausführungsform 1 zeigt, und welche eine Figur ist, die
den Zusammenhang zwischen der Lebensdauer der fluoreszierenden Lampe und dem Verhältnis
der Widerstände der negativen Pole zeigt.
Figur 3: Figur eines Schaltdiagramms, das eine Vorrichtung zum Zünden einer herkömmlichen
Entladungslampe zeigt.
Erklärung der Zeichen:
[0033]
- 1
- Spannungsquelle
- 2
- Brückengleichrichter
- 3
- Glättungsstromkreis
- 4
- Steuerstromkreis
- 4a
- Teil zur Steuerung des elektrischen Stromes zum Vorheizen
- 5
- Ausgangsschaltung
- 6
- fluoreszierende Lampe
- 6a
- Glühfaden
- 6b
- Glühfaden
- 7
- Stromkreis zum Erkennen der Beschaffenheit der Elektrode
- 101
- Rauschfilterstromkreis
- 102
- Zweiweggleichrichter
- 103
- Betriebsstromkreis
- 104
- Steuerstromkreis
- 106
- Serienresonanzkreis
- 107
- Auslöseschaltung.
1. Elektronisches Vorschaltgerät für fluoreszierende Lampen, welches den Glühfaden der
fluoreszierenden Lampe vorheizt und nach der Vollendung des Vorheizens die fluoreszierende
Lampe zündet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgangsschaltung, die als Betriebsstromkreis zwischen dem Zustand des Vorheizens,
der die elektrische Spannung für das Vorheizen des erwähnten Glühfadens generiert,
und dem gezündeten Zustand, der höhere elektrische Spannung als die für dieses Vorheizen
benötigte generiert, hin und her schaltbar ist, ein Stromkreis für die Berechnung
der Beschaffenheit der Elektrode, der die elektrische Spannung des erwähnten Glühfadens
sowie den elektrischen Strom erkennt und den Wert des Widerstands dieses Glühfadens
berechnet, und ein Element zum Steuern des Vorheizstromes, welches den Widerstand
Rc des Glühfadens vor dem Vorheizen errechnet, indem unmittelbar vor dem Angehen der
fluoreszierenden Lampe auf den Glühfaden ein kleiner Stromfluss gegeben wird, der
den Wert des Widerstandes nicht verändert, und aus diesem Widerstand Rc des Glühfadens
vor dem Vorheizen und aus dem Widerstand Rh, der beim Starten der erwähnten fluoreszierenden
Lampe vom erwähnten Stromkreis zum Erkennen der Beschaffenheit der Elektrode errechnet
wird, das Verhältnis der Widerstände der negativen Pole Rh/Rc errechnet, und durch
dieses Verhältnis der Widerstände der negativen Pole Rh/Rc den Zeitpunkt der Umstellung
des erwähnten Ausgangsschalters aus dem Zustand des Vorheizens in den gezündeten Zustand
steuert, vorgesehen sind.
2. Elektronisches Vorschaltgerät für fluoreszierende Lampen nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe des Verhältnisses der Widerstände der negativen Pole von Rh/Rc= 4,0 die
Ausgangsschaltung vom Zustand des Vorheizens in den gezündeten Zustand versetzt wird.