DE19850336A1

DE19850336A1 - Current supply for energy-saving gas discharge lamp has intermediate charge storage capacitor inserted between network stage and voltage converter supplying lamp

Info

Publication number: DE19850336A1
Application number: DE19850336A
Authority: DE
Inventors: Walter Holzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-11-02
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2000-05-11

Abstract

The current supply (1) has a network stage (2) and one or more voltage converters (5) for providing the operating voltage for at least one energy-saving gas discharge lamp (6). A voltage stabilization device, provided by a charge storage capacitor (4) is inserted between the network stage and the voltage converter.

Description

Energiesparlampen haben die Eigenschaft, daß ihre Helligkeit und ihr zuverlässi ges Funktionieren stark von Spannungsschwankungen abhängen. Dies trifft be sonders bei Stromversorgungsnetzen in großflächigen Versorgungsgebieten zu, bei denen lange Leitungen unkontrollierbare Veränderungen hervorrufen können. Eine Abhilfe ist dringendst erforderlich.Energy saving lamps have the property that their brightness and their reliability operation depend heavily on voltage fluctuations. This applies to be especially in the case of power supply networks in large coverage areas, where long lines can cause uncontrollable changes. Remedial action is urgently needed.

Moderne Gasentladungs-Energiesparlampen gestatten, dank ihres geringen Strombedarfs, die erfindungsgemäße Anordnung von kleinen, aufladbaren Akku mulatoren zur Spannungsstabilisierung, ohne auf untragbar große Abmessungen zu kommen. Mit einer solchen Pufferung erhalten die Energiesparlampen über einen DC/AC-Konverter selbst bei größten Netzspannungsschwankungen immer die gleiche Spannung vom Akkumulator zugeführt.Modern gas discharge energy-saving lamps allow, thanks to their low Power requirements, the inventive arrangement of small, rechargeable battery Voltage stabilization mululers without having to take on unacceptably large dimensions get. With such a buffering the energy saving lamps get over a DC / AC converter even with the greatest fluctuations in the mains voltage the same voltage supplied by the accumulator.

Zweckmäßig ist die Zusammenfassung aller erforderlichen Teile zu einer Einheit, die lediglich trennbare Anschlüsse für eine oder mehrere Energiesparlampen z. B. in Form von steckbaren Lampenfassungen aufweist.It is useful to combine all the necessary parts into one unit, the only separable connections for one or more energy saving lamps z. B. has in the form of pluggable lamp holders.

Eine andere Lösung besteht darin, trennbare Verbindungen zwischen dem Akku mulator und den Konvertern vorzusehen, wobei die Konverter jeweils den Ener giesparlampen zugeordnet sind, wie dies bei Kompakt-Leuchtstofflampen für Netzbetrieb bekannt und üblich ist. Diese Anordnung hat vor allem auch den Vorteil, daß die Gleichstromleitungen zwischen dem Akkumulator und den Kon vertern der Leuchtstofflampen keine magnetischen Störfelder verursachen.Another solution is to make disconnectable connections between the battery provide mulator and the converters, the converters each the Ener energy-saving lamps are assigned, as is the case with compact fluorescent lamps for Network operation is known and common. This arrangement has the above all Advantage that the DC lines between the battery and the Kon fluorescent lamps do not cause magnetic interference fields.

Da durch die vollkommene Stabilisierung ein Stromausfall gar nicht erkennbar ist, kann es zweckmäßig sein, diesen Zustand durch ein Signal anzuzeigen.Since a power failure is not recognizable due to the complete stabilization, it may be advisable to indicate this state by means of a signal.

Um die Akkumulatoren möglichst klein zu halten, wird ferner vorgeschlagen, die Energiesparlampen bei Stromausfall zu dimmen, um ihre Leistungsaufnahme zu verringern. Dazu ist lediglich eine dimmbare Schaltung des Konverters erforder lich, die von der Stromversorgung bei Stromausfall eine entsprechende Informa tion erhält und den Konverter auf Dimmung schaltet.In order to keep the batteries as small as possible, it is also proposed that Dim energy-saving lamps in the event of a power failure in order to increase their power consumption reduce. All that is required is a dimmable switching of the converter Lich, the relevant information from the power supply in the event of a power failure tion and switches the converter to dimming.

Die schematischen Anordnungen erfindungsgemäßer Stromversorgungen sind in den nachstehenden Abbildungen beschrieben:The schematic arrangements of power supplies according to the invention are shown in described in the figures below:

Fig. 1 zeigt eine vollintegrierte Ausführung. Fig. 1 shows a fully integrated version.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel mit trennbaren Anschlüssen für Leuchtstofflampen. Fig. 2 shows an example with separable connections for fluorescent lamps.

Fig. 3 zeigt eine zentrale Stromversorgung mit Gleichstromverbindungen zu den Konvertern mit getrennten Leuchtstofflampen. Fig. 3 shows a central power supply with direct current connections to the converters with separate fluorescent lamps.

Fig. 4 zeigt eine zentrale Stromversorgung mit Gleichstromverbindungen zu Kompakt-Leuchtstofflampen mit integrierten Konvertern. Fig. 4 shows a central power supply with direct current connections to compact fluorescent lamps with integrated converters.

Die nachstehende ausführliche Beschreibung zeigt weitere Details der Erfindung, ist jedoch in keiner Weise als beschränkend aufzufassen.The detailed description below shows further details of the invention, is not to be considered restrictive in any way.

Zunächst ist in Fig. 1 eine erfindungsgemäße, vollintegrierte Stromversorgung 1 für Energiesparlampen dargestellt, die alle wesentlichen Teile in einer Leuchte zusammenfaßt, beginnend am Eingang mit den Netzanschlüssen 8, die das Netzteil 2 mit dem externen Netz verbinden. Das Netzteil 2 stellt aus der Wechselspannung des Netzes eine Gleichspannung her. Über die Verbindungslei tungen 10 wird Gleichspannung einer Laderegelung 3 zugeführt, welche den Ladevorgang des Akkumulators 4 regelt und diesen vor übermäßiger Ladung schützt. First, a fully integrated power supply 1 for energy-saving lamps according to the invention is shown in FIG. 1, which summarizes all the essential parts in one luminaire, starting at the input with the power connections 8 that connect the power supply 2 to the external network. The power supply unit 2 produces a DC voltage from the AC voltage of the network. Via the connecting lines 10 , DC voltage is supplied to a charge control 3 , which regulates the charging process of the battery 4 and protects it from excessive charging.

Der Akkumulator 4 versorgt den angeschlossenen Konverter 5 mit der erfor derlichen Energie, um die für eine Leuchtstofflampe 6 erforderlichen hohen Be triebsspannungen zur Verfügung zu haben.The battery 4 supplies the connected converter 5 with the necessary energy in order to have the high operating voltages required for a fluorescent lamp 6 .

Aus dem beschriebenen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Strom versorgung 1 geht eindeutig hervor, daß beliebige Spannungsschwankungen am Versorgungsnetz, selbst vollständiges Ausfallen der Netzspannungen, keinen wesentlichen Einfluß auf die Betriebsspannungen der Leuchtstofflampe 6 haben, da der Akkumulator 4 alle netzseitigen Störungen puffert.From the described schematic structure of a power supply 1 according to the invention it is clear that any voltage fluctuations in the supply network, even complete failure of the mains voltages, have no significant influence on the operating voltages of the fluorescent lamp 6 , since the accumulator 4 buffers all disturbances on the mains side.

Das Netzteil 2 kann, wie in Fig. 1 angedeutet, entweder eine klassisch einfache Anordnung eines Transformators 11 in Kombination mit einem Gleichrichter 12 - oder wie heute üblich - eine elektronische Schaltung sein, die auch gleichzeitig die Funktion der Laderegelung 3 übernehmen kann. Solche Ladegeräte werden heute sogar für eine in weiten Grenzen veränderliche Eingangsspannung von z. B. 115 bis 230 Volt angeboten und gehören zum Stand der Technik. Sie können den Aufbau einer erfindungsgemäßen Stromversorgung erleichtern und verbessern. Im folgenden werden aber zum besseren Verständnis die Bauteile Stromversor gung 2 und Laderegelung 3 getrennt dargestellt.As indicated in FIG. 1, the power supply unit 2 can either be a classically simple arrangement of a transformer 11 in combination with a rectifier 12 - or, as is customary today, an electronic circuit which can also take over the function of the charge control 3 at the same time. Such chargers are today even for a widely varying input voltage of z. B. 115 to 230 volts are offered and belong to the prior art. You can facilitate and improve the construction of a power supply according to the invention. In the following, however, the components Stromversor supply 2 and charge control 3 are shown separately for better understanding.

Da zur Spannungsstabilisierung ein verhältnismäßig kleiner Akkumulator 4 aus reicht, kann eine erfindungsgemäße Leuchte sehr klein aufgebaut werden, insbe sondere weil Leuchtstofflampen auch bei sehr kleinem Leistungsverbrauch von z. B. 7 Watt bereits eine beträchtliche Lichtausbeute entsprechend einer 40 Watt Glühlampe besitzen.Since a relatively small accumulator 4 is sufficient for voltage stabilization, a lamp according to the invention can be constructed very small, in particular because fluorescent lamps can also be used with a very low power consumption of, for. B. 7 watts already have a considerable luminous efficiency corresponding to a 40 watt incandescent lamp.

Will man gleichzeitig eine Überbrückung von Stromausfällen erreichen, so genügt es, einen Akkumulator mit etwas größerer Amperestundenzahl vorzusehen. Auch in einem solchen Fall bewährt sich der erfindungsgemäße Einsatz von Energie sparlampen. Die sonst bei Notbeleuchtungen übliche Anordnung von zwei Lam pen, nämlich eine für Netzspannung und eine für die Akkumulatorspannung, er übrigt sich. Jede erfindungsgemäß stabilisierte Energiesparleuchte kann auch als Notstrombeleuchtung genutzt werden.If you want to achieve a bridging of power failures at the same time, it is sufficient it is to provide an accumulator with a slightly larger number of amp hours. Also in such a case, the use of energy according to the invention has proven itself energy saving lamps. The arrangement of two lam pen, namely one for mains voltage and one for the accumulator voltage, he remains. Each energy saving lamp stabilized according to the invention can also be used as Emergency power lighting can be used.

Um den Stromverbrauch bei Stromausfall zu reduzieren, wird vorgeschlagen, die Schaltung des Konverters dimmbar auszulegen und die Dimmung über eine In formationsleitung 13 einzuleiten, sobald am Netzteil keine Netzspannung an liegt. Dazu reicht in den meisten Fällen eine einfache Relaisschaltung, die den Konverter auf Dimmung schaltet.In order to reduce the power consumption in the event of a power failure, it is proposed to design the circuit of the converter to be dimmable and to initiate the dimming via an information line 13 as soon as there is no mains voltage at the power supply unit. In most cases, a simple relay circuit that switches the converter to dimming is sufficient.

Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Anordnung stellt eine Variante des Erfin dungsgedankens dar, bei der mit einer Stromversorgung 1 eine oder mehrere Leuchtstofflampen 6 über trennbare Verbindungen, vorzugsweise Steckverbin dungen 7 angeschlossen werden können. Die Kostenvorteile einer solchen Lö sung sind offenbar.The arrangement shown schematically in Fig. 2 represents a variant of the inven tion idea in which one or more fluorescent lamps 6 can be connected via separable connections, preferably plug-in connections 7 with a power supply 1 . The cost advantages of such a solution are obvious.

In Fig. 2 ist auch beispielsweise die Anordnung einer Lampe 14 als Anzeigeein richtung dargestellt, die einen Stromausfall anzeigt, der sonst dank der absolut stabilen Stromversorgung der Leuchtstofflampen 6 durch den Akkumulator 4 gar nicht erkennbar wäre. Anstelle einer Anzeigelampe 14 kann natürlich auch ein akustisches oder ein anderes optisches Signal vorgesehen werden, um even tuell andere notwendige Maßnahmen bei Stromausfall anzukündigen.In Fig. 2, for example, the arrangement of a lamp 14 is shown as a display device, which indicates a power failure that would otherwise not be recognizable thanks to the absolutely stable power supply of the fluorescent lamps 6 by the battery 4 . Instead of an indicator lamp 14 , an acoustic or other optical signal can of course also be provided in order to announce any other necessary measures in the event of a power failure.

Eine weitere Verbesserung könnte darin bestehen, die trennbaren Steckverbin dungen 7 zwischen dem Akkumulator 4 und dem Konverter 5 anzuordnen, wie in Fig. 3 gezeigt. Die getrennte Anordnung des Konverters 5 könnte, z. B. aus Platzgründen, bevorzugt werden. Aber auch die Anpassung an Leuchtstofflampen verschiedener Leistung ist in einem solchen Fall möglich. Ein Hauptvorteil dieser Anordnung besteht allerdings darin, daß die Verlegung von Leitungen zwischen dem Akkumulator 4 und den Konvertern 5 als Niederspannung (z. B. 12 Volt) erfolgt und damit auch den neuesten Vorschriften für Installationen in Kinder zimmern gerecht wird, die für Leuchten eine Hochspannung von 230 Volt verbie ten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Gleichstromleitungen keine ma gnetischen Feldwirkungen ausüben, ein heute sehr nachdrücklich geforderter Vorteil.Another improvement could be to arrange the separable plug connections 7 between the battery 4 and the converter 5 , as shown in FIG. 3. The separate arrangement of the converter 5 could, for. B. for reasons of space, are preferred. In such a case, it is also possible to adapt to fluorescent lamps of different wattages. A main advantage of this arrangement, however, is that the laying of lines between the battery 4 and the converters 5 takes place as low voltage (e.g. 12 volts) and thus also meets the latest regulations for installations in children's rooms, which is a requirement for lights Verbie high voltage of 230 volts. Another advantage is that the DC lines have no magnetic field effects, an advantage that is very much demanded today.

In Fig. 4 ist eine optimale Lösung des Erfindungsgedanken schematisch gezeigt. In diesem Beispiel ist die Stromversorgung 1 mit einem oder mehreren Steckan schlüssen 7 vorgesehen, welche sogenannte Kompakt-Leuchtstofflampen 9 versorgen. Bei diesen Kompakt-Leuchtofflampen 9 sind die Leuchtstofflampen 6 mit den Konvertern 5 zu einer Einheit integriert, welche direkt z. B. über Steckverbindungen 7 mit der Stromversorgung 1 verbunden werden. Das kann selbstverständlich auch über Verbindungsleitungen erfolgen, so daß die Stromver sorgung 1 an einer beliebigen Stelle untergebracht werden kann.An optimal solution of the inventive concept is shown schematically in FIG . In this example, the power supply 1 is provided with one or more plug-in connections 7 , which supply so-called compact fluorescent lamps 9 . In these compact fluorescent lamps 9 , the fluorescent lamps 6 with the converters 5 are integrated into one unit, which directly z. B. are connected to the power supply 1 via plug connections 7 . Of course, this can also be done via connecting lines, so that the Stromver supply 1 can be accommodated at any point.

Es wurde schon eingangs erwähnt, daß besonders bei anfälligen Stromversor gungsnetzen auf eine erfindungsgemäße Lösung gar nicht verzichtet werden kann, eine Lösung die in ihrer optimalen Gestaltung beste Lichtfunktion durch absolute Spannungsstabilisierung, aber auch durch Beseitigung von Berührungs gefahr und gesundheitlichen Schäden wesentliche Vorteile bringt. Ausführungen in vielen Formen und technischen Varianten, z. B. im Bereich der elektronischen Regelung, sind gegeben und durch die schematischen Beispiele angedeutet, die den Schutzbereich dieser Anmeldung umfassen und erweitern. Als Beispiel sei die Möglichkeit genannt, auch bei Kompakt-Leuchtstofflampen, wie in Fig. 4 gezeigt, eine Informationsleitung 13 vorzusehen, die über Steckverbindungen 7 den Konvertern 5 die Notwendigkeit einer Dimmung bei Netzausfall mitteilt.It has already been mentioned at the beginning that, particularly in the case of susceptible power supply networks, a solution according to the invention cannot be dispensed with, a solution which, in its optimal design, provides optimal lighting function through absolute voltage stabilization, but also by eliminating the risk of contact and damage to health. Versions in many forms and technical variants, e.g. B. in the field of electronic control, are given and indicated by the schematic examples, which include and expand the scope of this application. The possibility of providing an information line 13 in the case of compact fluorescent lamps, as shown in FIG. 4, which notifies the converters 5 via plug connections 7 of the need for dimming in the event of a power failure, may be mentioned as an example.

Wesentlich für die Beurteilung der Erfindung ist die neuartige Aufgabenstellung und Lösung, den Betriebszustand von Energiesparlampen und ihre empfindliche Abhängigkeit von Schwankungen der Netzspannung durch einen zwischenge schalteten Akkumulator zu stabilisieren, eine Aufgabe, die bei normalen Glühlam pen bisher gar nicht existent war. Rein elektronische Schaltungen können zwar zum Teil helfen, sind aber nicht in der Lage, die auftretenden Probleme schlechter Netze grundsätzlich zu lösen, wie dies bei einer erfindungsgemäßen Anordnung der Fall ist.The novel task is essential for the assessment of the invention and solution, the operating state of energy saving lamps and their sensitive Dependence on fluctuations in the mains voltage due to an intermediate switched to stabilize accumulator, a task that at normal light bulbs pen did not exist at all. Purely electronic circuits can partially help but are unable to make the problems worse Basically to solve networks, as is the case with an arrangement according to the invention the case is.

Claims

1. Power supply for energy-saving lights with voltage stabilization, be existing from a power supply, one or more converters for generating the operating voltages of one or more gas discharge energy-saving lamps and an arrangement for stabilizing the operating voltage of the energy-saving lamps, characterized in that a rechargeable battery for stabilization is arranged with a charge control between the mains connector and the converters.

2. Power supply for energy saving lights according to claim 1, characterized ge indicates that all components of the power supply become one unit are summarized and for the connection of one or more energy energy saving lamps one or more separable connections, preferably Jacks are available.

3. Power supply for energy saving lights according to one of the preceding Claims, characterized in that separable connections between the accumulator and the converters are present.

4. Power supply for energy saving lights according to one of the preceding Claims, characterized in that converter and energy saving lamp are integrated into a compact fluorescent lamp.

5. Power supply for energy saving lights according to one of the preceding Claims, characterized in that a display device in front is available, which reports this network status in the event of a power failure.

6. Power supply for energy saving lights according to one of the preceding Claims, characterized in that the converter is dimmable and there is a relay circuit in the power supply, which at Power failure switches the converter to dimming.