DE2826128A1

DE2826128A1 - Adapter zum betrieb einer hochleistungs-entladungslampe

Info

Publication number: DE2826128A1
Application number: DE19782826128
Authority: DE
Inventors: Orville R Burr; Robert L Garrison; Elliot F Wyner
Original assignee: GTE Sylvania Inc
Current assignee: GTE Sylvania Inc
Priority date: 1977-06-20
Filing date: 1978-06-15
Publication date: 1978-12-21
Also published as: CA1151722A; FR2395667A1; JPS548885U; BE868058A; NL7805246A; GB1605073A; US4326149A; FR2395667B3

Description

GTE Sylvania Inc., USA

9. Juni 197Ö GTE-PA 145

PATENTANFIELDUNG

Adapter zum Betrieb einer Hochleistungs-Entladungslampe

Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf einen Adapter zum Betrieb einer Hochleistungsentladungslampe. Sie befaßt sich mit der Einsparung von Energie bei gleichzeitiger Erhöhung des Wirkungsgrades eines Glühlampenbeleuchtungssystems. Der Wirkungsgrad von Glühlampen liegt gewöhnlich bei 12 - 20 Lumen pro Watt. Zweck dieser Erfindung ist es, einen Adapter zu liefere, der die Verwendung von Hochleistungs-Ent ladungslampen unter Verwendung von Glühlampenfassungen erlaubt, wobei der Wirkungsgrad der Hochleistungs-Entladungslampen wesentlich höher als derjenige von Glühlampen ist.

Der Adapter gemäß vorliegender Erfindung besitzt "ittel, um

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diesen an das Wechselstromnetz anzuschließen, sowie Mittel um diesen an die Fassung einer normalen Glühlampe anzuschließen und Mittel um die Hochleistungs-Entladungslampe zu zünden , wobei der Strom durch diese begrenzt wird. Die Hochieistungs-Entladungslampe wird mittels eines elektrischen Impulses gezündet dessen Spannung zur Zündung ausreicht, wobei die Energie jedoch sorgfältig gesteuert wird, so daß gewöhnlich Glühlampenfassungen über eine längere Zeitdauer verwendet werden können, ohne daß diese von den Hochspannungsimpulsen nachteilig beeinträchtigt wird.

Figur 1 zeigt ein Schaltbild des Adapters gemäß vorliegender Erfindung*

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform eines solchen Adapters und

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Adapters.

Die Schaltung des Adapters gemäß vorliegender Erfindung wird in Figur 1 beschrieben und besteht aus den Leitungen 1 und 2 zum Anschluß an eine Wechselspannungsquelle. Über die Leitungen 1 und 2 ist ein Widerstand 3 und ein Kondensator 4 geschaltet. Ebenso über die Leitungen 1 und 2 ist eine Induktivität 5 und eine Fassung geschaltet,in welche die Hochleistungslampe B eingeführt wird. In vorliegendem Beispiel besteht die Induktivität 5 aus der Sekundärwicklung eines Übertragers. Parall zur Lampe 6 ist ein Widerstand 8 in Reihe mit einem Kondensator 9 geschaltet. Ein Ende des Diac 10 ist zwischen den Widerstand 8 und den Kondensator 9 geschaltet und das andere Ende des Diac 10 ist mit dem Steueranschluß des Triac 11 verbunden. Der Triac 11 liegt in Serie

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mit der Primärwicklung 12 des Übertragers, wobei der Triac 11 und die Primärwicklung 12 parallel zum Kondensator 4 geschaltet sind. Ein Schutzschaltkreis 13 und ein Hauptschalter 14 können in die Eingangsleitungen eingefügt sein.

Sobald der Schalter 14 geschlossen ist, wird eine Spannung über die strombegrenzende Induktivität 5 und sowohl über die Lampe B als auch über die Serienschaltung des Widerstandes 8 und des Kondensators 9 gelegt. Wenn sich eine genügend hohe Spannung über den Kondensator 9 aufgebaut hat, wird der Diac 10 gezündet, der hierdurch den Triac 11 ansteuert. Der Triac 11 erscheint dadurch als Kurzschluß, wodurch die Ladung des Kondensators 4 über die Primärwicklung 12 abfließen kann. Die induzierte Spannung der Primärwicklung 12 wird durch das Windungsverhältnis auf die Sekundärwicklung 5 verstärkt und erscheint als Spannungspitze an der Lampe 6. Der Widerstand 3 verhindert einen Kurzschluß der Speisespannungsquelle über die Primärwicklung 12, wenn der Triac 11 angesteuert wird. Bei jeder halben Schwingung der Wechselspannungsquelle erzeugt die Schaltung einen oder mehrere Hochspannungsimpulse für die Lampe 6. Nach der Lampenzündung ist die Spannung über dem Kondensator 9 nicht mehr ausreichend, um den Diac 10 zu zünden, so daB keine Spannungsimpulse mehr erzeugt werden, außer für den Fall, daß eine Lampe verwendet wird, die bei einer höheren Spannung als vorgesehen arbeitet. In diesem Fall wird der Kondensator 4 nicht vollgeladen infolge der Phasendifferenz und es erscheint ein sehr niedriger einzelner Spannungsimpuls, z.B. von 5 Volt bei jeder Halbschwingung.

In einem speziellen Beispiel besteht die Induktivität 5 aus einer Drossel mit einer Steuerwicklung 12 und ist derart ausgelegt, daß sie bei einer Speisespannung 120 Volt Wechsel-

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spannung 1,2 Ampere an einen Widerstand liefert, über welchen 76 Volt abfallen. Das Windungsverhältnis zwischen der Sekundärwicklung 5 und er Steuerwicklung 12 beträgt 7:1.

Der Widerstand 8 und der Kondensator 9 bilden ein Netzwerk, das die Zündungszeit des Diac 10 und infolgedessen des Triac 11 bestimmt sowie die Zeit zur Lieferung der Impulsspannung für die Lampe B. In diesem Beispiel besitzt der Widerstand B einen Wert von 68 Kilo-Ohm, der Kondensator 9 einen V.'ert von 0,1 Mikro-Farad und die Zündungszeit betrug 90°, d.h. eine Viertelschwingung nach der Spannungsspitze. Die Zündungszeit bei einer 60 Herz Stromversorgung beträgt ungefähr 4 Milli-Sekunden.

Der Diac 10 besitzt z.B. eine Zündspannung von 27 - 37 Volt.

Der Widerstand 3 und der Kondensator 4 bilden ein' Speichernetzwerk und besitzen Werte von 15 Kilo-Ohm und 0,047 Mikro-Farad. Ihre Werte sind derart ausgewählt, daß der Kondensator 4 nahezu voll auf die Spitzenspannung der Wechselspannung aufgeladen wird zum Zeitpunkt der Zündung des Diac 10 und des Triac 11, wobei die Energie, die an den Sockel der Lampe 6 geliefert wird, begrenzt wird, z.B. für die Fassung 7 in Figur 2 bzw. für den elektrischen Ausgang 15 in Figur 3. Bei einer Netzspannung von 120 Volt betrug der Zündimpuls an der Fassung ungefähr 1200 -1300 Volt und die Energie war kleiner als ein Milli-Joule.

Zum Beispiel wurde für die Lampe 6 eine Hochdruck-Natrium-Dampflampe verwendet,deren Sockel in eine Glühlampenfassung passt. Bei einer Speisespannung von 120 Volt betrug die Eingangsleistung des Adapters 66 Watt, die Eingangsleistung der

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Lampe betrug 5B Watt, die Spannung über der Lampe B1 Volt und die Lampenausgangsleistung betrug 4.180 Lumen, d.h. 63 Lumen pro Watt.

Der in Figur 2 gezeigte Adapter besitzt einen Glühlampensockel 16 auf der einen Seite zum Einschrauben in eine Glühlampenfassung. Auf der anderen Seite des Adapters befindet sich die Fassung 7 zum Einfügen einer Glühlampe. Das Gehäuse des Adapters beinhaltet die Induktivität 5, die in dieser Ausführung in geeigneter Weise verkapselt ist. Die weiteren elektronischen Komponenten der Schaltung sind innerhalb des hohlen Sockels 16 untergebracht, um diese von der Hitze erzeugenden Induktivität 5 räumlich zu trennen.

In der in Figur 3 gezeigten Ausführung ist die Induktivität 5 ungefähr in der Mitte des Adapters untergebracht, wobei die anderen elektronischen Komponenten am Ende 17 des Adapters untergebracht sind. Der Schaltungsunterbrecher 13 ist an der anderen Seite des Adapters untergebracht. Der Adapter besitzt außerdem noch einen elektrischen Anschlußstecker 18 zum Anschluß des Adapters an eine elektrische Leitung, z.B. an eine Wandsteckdose und besitzt eine eigene Ausgangsbuchse 15, in welche z.B. die Leitung einer Tischlampe eingesteckt werden kann. Der Adapter ruht auf Schienen 19, damit die Luftströmung diesen abkühlen kann.Diese Ausführung des Adapters ist mehr geeignet für Tischlampen, da sie den Lampenschirm nicht zu sehr belastet.

Typische Glühlampenfassungen besitzen heute üblicherweise Nennwerte von 660 Watt und 250 Volt. Da der Zündimpuls beträchtlich höher als 250 Volt ist, muß die Energie des Impulses

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auf einen Wert begrenzt werden, der die Lebensdauer der Fassung nicht nachteilig beeinträchtigt.

Die Schaltung nach dieser Erfindung kann auch in eine Verteilerdose z.B. in der Decke eines Gebäudes eingebaut werden. Eine geeignete Fassung erstreckt sich dann aus der
unteren Oberfläche der Verteilerdose, in welche eine HochT leistungslampe 6 eingeschraubt werden kann.

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Claims

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GTE-PA 145

Patentansprüche:

1J Adapter zum Betrieb einer Hochleistungs-Entladungslampe, dadurch gekennzeichnet, daß dieser an eine Wechselspannungsquelle anschließbar ist und eine Schaltung zur Lieferung eines elektrischen Impulses beinhaltet, sowie Schaltungsmittel zur Begrenzung des elektrischen Impulses sowie eine Induktivität zur Begrenzung des durch die Entladungslampe fließenden Stromes besitzt.
2. Adapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in eine Glühlampenfassung einschraubbar ist.
3. Adapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Erzeugung des-elektrischen Impulses aus einer Diac-Triac-Kombination besteht, wobei ein Anschluß des Diac (10)mit dem SteueranschluB des Triac (11) verbunden ist.
4. Adapter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühlampenfassung eine bestimmte Spannung liefert, und daß die Spannung des elektrischen Impulses 'die vorgenannte Spannung übersteigt.
5. Adapter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltungsmittel vorgesehen sind, die die Energie des elektrischen Impulses auf einen- Betrag begrenzen, der die Lebensdauer der Glühlampenfassung nicht nachteilig beeinträchtigt.

" ² ' ORIGINAL INSPECTED

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6. Adapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsmittel zur Begrenzung des Stromes eine Drossel besitzen und die Schaltung zur Erzeugung des elektrischen Impulses aus einer Steuerwicklung auf der Drossel besteht, die in Reihe zu einem Kondensator und einem Triac geschaltet ist, wobei die Entladung des Kondensators über die Steuerwicklung erfolgt, sobald der Triac leitend gesteuert wird, wodurch der elektrische Impuls entsteht.

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