DE3243316A1

DE3243316A1 - Ballast-schaltung fuer gasentladungslampen

Info

Publication number: DE3243316A1
Application number: DE19823243316
Authority: DE
Inventors: Ronald A. 940602 Redwood City Lesea
Original assignee: Individual
Current assignee: Osram Sylvania Inc
Priority date: 1981-11-23
Filing date: 1982-11-23
Publication date: 1983-06-01
Anticipated expiration: 2002-11-24
Also published as: GB2112230B; GB2132428A; DE3243316C2; GB8401548D0; GB2112230A; US4415839A

Description

Ronald Λ. Lesea, 51 Foss Drive, Rodwood City, CA. 940602, U.S.A.

Ballast-Schaltung für Gasentladungslampen

Die Erfindung betrifft eine elektronische Ballast-Schaltung für den Einsatz mit Gasentladungslampen.

Derartige Gasentladungslampen, bei denen Licht bei Fluß eines elektrischen Stromes durch ein Gas oder durch eine Gasentladung erzeugt wird, sind altbekannt. Fluoreszierende Gasentladungslampen sind seit Jahren im Gebrauch, um eine relativ wirkungsvolle Beleuchtung für Büros und dergleichen zu schaffen. In jüngster Zeit sind Natriumdampf-Entladungslampen eingesetzt worden, um weniger wirkungsvolle Lampen bei Außenbe-

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leuchtungen abzulösen. Bei spielswoi ac ersutv.on 2SO W Natriumdampflampen herkömmliche 400 W Quecksilberdampflampen bei der Straßenbeleuchtung, welche einen geringeren Wirkungsgrad haben und weniger Licht erzeugen. Natriumdampflampen mit Leistungen vom 70, 100, 400 und sogar 1000 W sind gebräuchlich.

Im Unterschied zu Glühlampen, welche aufgrund ihrer positiven Widerstandscharakteristik selbstbegrcnzend sind, haben Gasentladungslampen eine negative Widersteindscharakteristik. Aus diesem Grunde worden Gasentladungslampen mit einer Ballast-Schaltung botrieben, welche für die erforderliche Strombegrenzung sorgt. Herkömmlicherweise weisen derartige Ballast-Schaltungen Spulen auf. Beispielsweise erzeugt eine einfache Drosselspule eine induktive Impedanz zur Strombegrenzung. Andererseits werden auch Transformatoren eingesetzt. Der Transformator sorgt für die Fpannungsschaltung und liefert beispielsweise eine hohe Durchschlagsspannung, welche erforderlich ist, um eine Fluoreszenzlampe ohne Anlaufphase durch Ionisation des Gases zu starten. Für Schnellstart-Fluoreszenzlampen ist ein Windungspaar in dem Transformator vorgesehen, welches die Glühfäden der Lampe versorgt und getrennt von den Glühfaden-Windungen - ist eine Hochspannungswindung vorgesehen, welche eine hohe Reaktanz aufweist, um den Strom zu begrenzen. Alternativ kann auch ein magnetischer Nebenschluß im Transformator vorgesehen sein, um die magnetisch übertragene Energie zu begrenzen.

Bei derartigen herkömmlichen Ballast-Schaltungen mit Spulen ist von Nachteil daß .sie einen schlechten Wirkungsgrad haben und daß relativ große Wärme verluste auf-treten, die sowohl in den Windungen als auch

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im Kern auftreten. Beispielsweise treten bei herkömmlicher: Ballast-Schaltungen mit Spule und Spulenkern für 40 W Lampen Verluste zwischen 15 und 20 W auf, die für eine starke Erhitzung der Ballast-Schaltung sorgen. Die so erzeugte Hitze muß bei manchen Einsatzorten, beispielsweise in klimatisierten Büroräumen, abgeführt werden und ist insofern störend. Ein anderer Nachteil derartiger Spulen- und Spulenkern-Ballastschaltungen liegt darin, daß sie relativ schwer sind und deshalb recht aufwendige Befestigungen erfordern.

Darüberhinaus ist die durch herkömmliche, Spulen verwendende Ballast-Schaltungen erreichbare Steuerung relativ schlecht. Typischerweise ist die Betriebsspannung von Fluoreszenzlampen, bei denen derartige Ballast-Schaltungen eingesetzt werden, eine Funktion des Quadrats der Netzspannung. Deshalb ist bei vielen Anwendungen eine Überspannung erforderlich, welche unnötig Energie vergeudet, um die minimalen Zündspannungen zu erreichen.

Zumindest teilweise werden diese Schwankungen der Netzspannung bei Natriumdampf-Gasentladungslampen dadurch ausgeglichen, daß sogenannte Konstantspannungstransformatoren (Ferro-resonant) eingesetzt werden, welche eine Eigen-Strombegrenzung aufweisen. Solche Transformatoren sind aber auch relativ teuer, schwer und sperrig. Darüber-' hinaus haben Natriumdampf-Lampen noch ein weiteres Steuerproblem. Im Unterschied zu Fluoreszenzlampen, bei denen ein Spannungsabfall erzeugt wird, der relativ konstant bleibt über die Lebensdauer der Lampe, ist der Spannungsabfall über eine Natriumdampflampe nicht konstant, sondern schwankt oft im Verhältnis 2 : 1 während der Lebensdauer der Lampe. Infolgedessen werden Natriumdampf-Lampen oftmals mit Überspannungen betrieben, um sicherzustellen, daß die minimalen Zündspannungen er-

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reicht werden, was wiederum Nachteile hinsichtlich des Stromverbrauchs und der Lebensdauer nach sich zieht.

Ein anderes, box Gasentladungslampen auftretendes Problem liegt darin, daß sie einen geringen Wirkungsgrad haben, wenn sie bei den gewöhnlichen 60 Hz Netzspannungsfrequenzen betrieben werden. Bei höheren Frequenzen ist ihr Wirkungsgrad größer. Natriumdampflampen erfordern häufig eine besondere Start-Schaltung. Fluoreszenzlampen sind in kaltem Zustand häufig schwierig zu starten und flackern infolgedessen häufig. Fluoreszenzlampen erfordern eine Ballast-Schaltung mit Spule und Spulenkern, um stroboskopisch^ Effekte zu reduzieren und die Belastung des Netzes zu steuern.

In der US-PS 42 77 728 ist eine elektronische Ballast-Schaltung beschrieben. Sie weist eine Strom-Versorgungseinheit auf, welche aus der Netz-Wechselspannung eine Gleichspannung erzeugt, sowie einen Inverter, um aus einem Teil der Gleichspannung eine hochfrequente Wechselspannung zu erzeugen und eine RF-Resonanzschaltung, um einen Teil der hochfrequenten Wechselspannung in die Gasentladungslampe einzukuppeln. Der Resonanzkreis begrenzt den Lampenstrom und erzeugt eine Spannungsspitze beim Start der Lampe.

Die in der US-PS 42 77 728 beschriebene Ballast-Schaltung zur Steuerung einer Gasentladungslampe ist insofern vorteilhaft, als sie durch Erhöhung der Frequenz einen Betrieb der Lampe mit besserem Wirkungsgrad ermöglicht. Diese Schaltung hat weiterhin den Vorteil, daß die erhöhte Frequenz die Verwendung von kleineren, leichteren und wirkungsvolleren Bauteilen im strombegrenzenden Kreis ermöglicht.

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Die US-PS 42 77 728 zeigt in Fig. 4B einen Inverter einschließlich eines Oszillators und Treibern, welche ein Transistorpaar treiben. Die Transistoren wirken als Schalter und sind über den Ausgang der Gleichspannungsquelle in Reihe geschaltet, was als Kathodenverstärker angesehen werden kann. Der Resonanzkreis weist ein Paar von Spulen und einen Kondensator auf, die in einer T-Schaltung angeordnet sind. Insbesondere sind die zwei Spulen zwischen einem Anschluß des Schall-Transistors und einem Anschluß der Lampe in Reihe geschaltet, wobei deren anderer Eingang auf gemeinsamem Potential liegt. Der Kondensator ist zwischen die Verbindungsstelle der* beiden Spulen einerseits und das gemeinsame Potential andererseits geschaltet. Das gemeinsame Potential wird an der Verbindungsstelle eines Paares von Kondensatoren erzeugt, welche in einer Spannungsteileranordnung in Reihe zwischen den Ausgängen einer Gleichspannungsquelle. geschaltet sind. Ein Phasendetektor ist vorgesehen, um die Frequenz des Oszillators mit der Resonanzfrequenz der T-Schaltung zu synchronisieren. Weiterhin ist ein den Strom nachweisender Widerstand Vorgesehen, um ein Signal zu erzeugen, mit dem die Spannungsversorgung steuerbar ist.

Durch die Synchronisation der Frequenz des Oszillators und der Resonanzfrequenz der Schaltung schalten die Transistoren in der Strom-Null-Lage, so daß Schaltverluste reduziert werden, sowie die Transistoren geschützt werden, wobei die Schalt-Transistoren eine Last ansteuern. Weiterhin gewährleistet die Synchronisation, daß eine maximale Spannungsspitze auftritt.

Bei der in dor US-PS 42 77 728 gezeigten Ballast-Schaltung ist keine einfache Spannungsquelle vorgesehen, welche nur eine Brückenschaltung oder eine andere Gleichrichterschalt ung aufweist, um aus der Wechselspannung Gleich-

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spannungspulse zu erzeugen, sowie einen Filter-Kondunsator, welcher direkt mit dem Gleichrichter verbunden ist, um relativ konstante Gleichspannungspulsc zu gewährleisten. Kino derart einfache Spannungsquelle weist den Nachteil auf, daß der gesamte Strom dem Wechselspannungsversorgungsnetz synchron mit dessen Spitzen entnommen wird, wobei diese Stromspitzen Leistungsfaktor-Probleme verursachen sowie Probleme, welche gelegentlich als Verzerrung der dritten Harmonischen bezeichnet werden. Eine Einzelverwendung einer derart einfachen Spannungsquelle verursacht geringe Probleme. Wird aber eine große Zahl von solchen Spannungsquellen in einem Netz eingesetzt, um beispielsweise die gesamte Lichtversorgung eines Bürogebäudes sicherzustellen, können Probleme mit den Transformatoren und der Netzverdrahtung auftreten. ·

Um diese Nachteile zu vermeiden, sieht die Ballast-Schaltung gemäß der US-PS 42 77 728 eine relativ aufwendige Spannungsquelle vor, welche eine Schaltsteuerung zwischen der Brücken-Gleichrichterschaltung und dem Filter-Kondensator aufweist. Dieser Schaltregler verbindet den Gleichrichter und den Filter-Kondensator für kurze Zeitspannen mit hoher Frequenz, beispielsweise 20 kHz, um einen Zug von Strompulsen mit 20 kHz zu erzeugen. Der Schaltregler weist Schaltelemente auf, welche die Breite der Strompulse in Abstimmung auf die Frequenz der Versorgungsspannung variieren,wobei breite Pulse während der Spitzen der Versorgungsspannung erzeugt werden und schmale Pulse während der Tiefwerte der Versorungsspannung. Im Ergebnis entnimmt die in der US-PS 42 77 728 offenbarte Spannungsquelle dem Wechsel Spannungsversorgungsnetz derart Leistung, daß sie wie eine Last mit einem Leistungsfaktor in der Nähe von 1 erscheint. Die dort

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offenbarte Spannungsquelle ist aber relativ aufwendig und teuer.

Weiterhin werden zum Stand der Technik genannt die US-PS 40 60 751, 41 27 798, 42 51 752 und 42 53 046.

Gemäß den geschilderten Nachteilen des Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ballast-Schaltung zu schaffen, welche einen guten Wirkungsgrad aufweist und welche einfach und billig herzustellen ist und welche eine oder mehrere Gas-Entladungslampen mit hohem Wirkungsgrad steuert.

Ein anderes Ziel der Erfindung liegt darin, eine einfache und billige Spannungsquelle bereitzustellen, welche mit Ballast-Schaltungen einsetzbar ist und welche mit einem relativ hohen Leistungsfaktor arbeitet.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ballast-Schaltung eine Spannungsquelle aufweist sowie eine Leistungsfaktor-Korrekturschaltung, welche die Spannungsquelle mit dem Wechselspannungsnetz verbindet, wobei die Korrekturschaltung dazu dient, die Leistungsaufnahme der Spannungsquelle von der Versorgungsleitung während der Versorgungsspitzen der Wechselspannung zu begrenzen, um den Leistungsfaktor der Spannungsquelle zu verbessern·. Weiterhin ist vorgesehen ein Pulsgenerator und ein Transistorpaar, welches als Schalter wirkt, wobei die Transistoren zwischen die Ausgänge der Spannungsquelle in der Art eines Kathodenverstärkers geschaltet sind und durch den Pulsgenerator derart angetrieben sind, daß an ihrer Vorbindungsstelle eine Reihe von abwechselnd positiven und negativen Pulsen erzeugt wird, die; jciwei-ls durch c-ino Totzeit getrennt sind.

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Schließlich ist eine Schaltung vorgesehen, welche die durch die Transistoren erzeugten Pulse in eine oder mehrere Gasentladungslampen einkuppelt, sowie eine Schaltung zur Begrenzung des Lampenstromes, welche bei einigen Ausführungsbeispielen auch die Pulshöhe steuert. Der Pulsgenerator überwacht auch Signale, welche den durch die Lampe geführten Strom anzeigen sowie den Spannungsabfall über die Lampe oder andere entsprechende Signale. Auch steuert er die Frcjquenz und/oder die Breite der Pulse zur Regulierung der durch die Lampe verbrauchten Leistung.

Der Vorteil der Erfindung ist vor allem darin zu sehen, daß Gas-Entladungslampen mit großem Wirkungsfaktor betrieben werden und in einer Weise gesteuert werden, die relativ einfach und billig ist.

Ein anderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß ein relativ hoher Leistungsfaktor erreicht wird.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Dabei zeigt bzw. zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm zur

Darstellung der Haupt-Baugruppen einer Ballast-Schaltung nach der Erfindung;

Fig. 2 die Zeitfolge bei verschiedenen Betriebszuständen des Generators;

Fig. 3D - 3D schematische Einzeldarstellungen unterschiedlicher Bauteile der Strombegrenzungs- und Spannungssteuerschaltung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein Diagramm zur weiteren Verdeutlichung der Leistungsfaktorsteuerschaltung, deren Hauptbaugruppen in Fig. 1 dargestellt sind; und

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Fig. 5 eine schematische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispieles einer Ballast-Schaltung gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Ballast-Schaltung zum Einsatz mit einer oder mehreren.-Gasentladungslampe-·!! mit dem Bezugszeichen 10 versehen. Die Lampen werden durch eine einzige Lampe 12 angedeutet. Die Hauptbaugruppen der Schaltung 10 sind eine Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 20, eine Spannungsquelle 22, ein Transistorpaar 24 und 26, eine Leistungs-Steuerschaltung 28 und ein Pulsgenerator 30.

Die Spannungsquelle 22 ist herkömmlicher Art und so ausgelegt, daß sie für die Lampe 12 die Zündspannung auf einem Potential erzeugt sowie die Spannung für den Betrieb der verschiedenen Baugruppen der Schaltung 10 auf einem anderen Potential, welches niedriger liegt. Insbesondere liegt an der Leitung 40 ein niedrigeres Potential als an der Leitung 42 und an der Leitung 44 liegt wiederum ein höheres Potential als an der Leitung 42. Weiterhin wird eine Leitung 46 mit einem Potential bereitgestellt, das zwischen den Potentialen der Leitungen 42 und 44 liegt, um ein gemeinsames Potential für die Lampe 12 zu schaffen. Bei einer Versorgungsspannung von 110 V entspricht das Potential der Leitung 46 dem "Null-Potential" der Wechselspannungsversorgung. Steht für die Leitung 46 kein Potential zur Verfügung, so wird dieses mittels eines Gleichspannungs-Blockkondensators erzeugt, welcher zwischen die Leitung 46 und 42 geschaltet ist. Weist die Schaltung 28 einen Kondensator oder andere Einrichtungen zur Gleichspannungsblockierung auf, so kann die Leitung 46 direkt mit der Leitung 42 verbunden werden. Zum Verständnis der Wirkungsweise der Schaltung 10 ist es dienlich, das an der Leitung 42 liegende Potential als Referenz-Potential

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zu betrachten.

Die Leistungsabgabe der Spannungsquelle 22 wird durch die Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 20 begrenzt, welche angibt, wann dem Leitungsnetz Leistung zu entnehmen ist. Im einzelnen ist die Spannungsquelle 22 über die Schaltung 20 an die Wechselspannungsversorgung eingeschlossen. Bei einer Haujjtspannung von 110 V ist der Null-Leiter, angedeutet durch die Leitung 48, direkt mit der Spannungsquelle 22 verbunden, während die spannungsführende Leitung, angedeutet durch die Linie 50, mit dem Eingang der Schaltung 20 verbunden ist, deren Ausgang über die Leitung 52 mit der Spannungsquelle 22 verbunden ist. Die Schaltung 20 weist eine Fangstelle auf, die auf die dritte Harmonische der Wechselspannungsfrequenz abgestimmt ist. Deshalb begrenzt die Schaltung 20 die Leistungsaufnahme; der Spannungsquelle 2 2 aus der Wechselspannung?;Versorgung während der Spitzen derselben.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Transistoren 24 und 26 Metall-Oxid-Halbleiter, MOS, genauer Feldeffekttransistoren, die zwischen die Leitungen 44 und 42 in einer Art geschaltet sind, welche als Kathodenverstärkerschaltung bezeichnet werden kann, so daß die Leitungen 4 4 und 42 selektiv mit der Leitung 56 verbindbar sind. In anderen Worten: der Transistor 24 ist mit seiner Drain-Elektrode mit der Leitung 4 4 verbunden, während die Source-Elektrode mit der Leitung 56 verbunden ist. Die Drain-Elektrode des Transistors 26 ist mit der Leitung 56 verbunden, während seine Source-Elektrode mit der Leitung 58 verbunden ist und mittels des Widerstandes 60 mit der Leitung 42. Der Betrieb der Transistoren 24 und 26 wird durch den Generator 30 gesteuert, welcher auf der Leitung 62 ein auf das

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Potential der Leitung 56 bezogenes Gate-Treibsignal für den Transistor 2 4 erzeugt, sowie entsprechende Gate-Treibsignale auf der Leitung 64 in Bezug auf die Leitung 42 für den Transistor 26. Dor Generator 30 treibt die Transistoren 24 und 26 nacheinander an, ohne daß diese sich überlappen, so daß auf der Leitung 56 ein Potential erzeugt wird, das alternierende positive und negative Pulse aufweist, zwischen denen Totzeitintervalle liegen. Diese Reihe von alternativ positiven und negativen Pulsen wird über die Leitung 68 und die Schaltung 28 an die Lampe 12 angelegt, wobei die Schaltung 28 für eine Strombegrenzung und, in einigen Ausführungsbeispielen,für eine Spannungssteuerung sorgt. Der Generator 30 wirkt auch als Monitor für die Betriebsparameter der Lampe 12, wozu Signale dienen, die auf den Leitungen 58 und 68 erzeugt werden, einschließlich des Leitungsstromes, welcher durch den Spannungsabfall über dem Widerstand 60 angezeigt wird, sowie für den Spannungsabfall über die Lampe. Die Pulsbreite und deren Frequenz wird variiert, um den Betrieb der Lampe 12 zu steuern.

Der Generator 30 weist einen spannungsgesteuerten Oszillator, VCO, 72, einen spannungsgesteuerten monostabilen Multivibrator, VCMV, 74, einen Frequenzhalbierschaltungs-Flip-Flop 76, einen Puls-Steuerkreis 78 und ein Paar Steuerkreise 80 und 82 auf. Der spannungsgesteuerte Oszillator 72 erzeugt ein Hochfrequenzsignal auf der Leitung 86, welches bezüglich seiner Frequenz dem Steuersignal auf der Leitung 88 entspricht. Der Multivibrator 74 erzeugt auf der Leitung 90 eine Reihe von Pulsen, deren Breite einem Steuersignal auf der Leitung 92 entspricht und die mit der Frequenz des Oszillatorsignals auf der Leitung 86 erscheinen. Durch den Flip-Flop 76 wird die Frequenz des Signales auf der Leitung

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um den Faktor 2 reduziert, um auf der Leitung 94 das Gate-Signal zu erzeugen, sowie ein Komplementär-Signal auf der Leitung 96. Entsprechend den Gate-Sj analen auf den Leitungen 94 und 96 kuppelt der Kreis 78 cibwechselnd die auf der Leitung 90 gebildeten Pulse auf die Leitungen 62 bzw. 64. Die Steuerschaltungen 80 und 82 vergleichen die auf der Leitung 68 erzeugten Lampenstrom-Anzeigesignale und die auf der Leitung 58 erzeugten Lampen-Spannungsabfallsignale mit Referenzsignalen, um auf den Leitungen 88 bzw. 92 die Steuersignale zu erzeugen.

Fig. 2 illustriert die Betriebszustände des Generators 30. Gemäß den Fig. 1 und 2 kann die durch den Oszillator 72 auf der Leitung 86 erzeugte Signalfolge als eine Abfolge von negativen Pulsen angesehen werden. Dementsprechend erzeugt der Multivibrator 74 eine Reihe von Pulsen auf der Leitung 90. Diese Pulsfolge sei zunächst eine Reihe von negativen Pulsen, wobei ein jeder Puls eine aufsteigende und eine abfallende Flanke aufweist, welche entsprechend den aufsteigenden und abfallenden Flanken der auf der Leitung 86 erzeugten Pulse getriggert werden. Die Breite der Pulse, einschließlich der mit dem Bezugszeichen 200 versehenen Pulsbreite, wird durch das auf der Leitung 92 erzeugte Signal gesteuert. Mit anderen Worten: jede Niveauänderung des Potentials auf der Leitung 90 von hohen Werten zu niedrigen Werten (Bezugszeichen 2Ο2) erfolgt in Ansprache auf einen entsprechenden Übergang des Signals auf der Leitung 86 von hohen zu niedrigen Werten (Bezugszeichen 204), woraufhin nach einem bestimmten Zeitintervall, welches durch das Signal der Leitung 92 gesteuert wird, wieder eine Rückkehr zu dem höheren Potential erfolgt (Bezugszeichen 206).

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Fig. 2 ist zu entnehmen, daß der Flip-Flop 76 (siehe auch Fig. 1) jeweils durch die Potentialübergänge von niedrigen zu hohen Werten des Signales der Leitung 86 getriggert wird, um die komplementären Gate-Signale auf den Leitungen 62 und 64 zu erzeugen. Die-auf der Leitung 90 erzeugten Pulse werden während der Zeitintervalle, in denen das Potential auf der Leitung 94 "hoch" liegt, auf die Leitung 62 gekoppelt; Insbesondere wird der mit dem Bezugszeichen 210 versehene Puls, welcher während des mit dem Bezugszeichen 212 versehenen Zustandes erzeugt wird, auf die Leitung 62 eingekuppelt (Bezugszeichen 214). Entsprechend wird der mit 220 bezeichnete Puls, welcher dann auftaucht, wenn das Signal auf der Leitung 96 "hoch" ist (222), auf die Leitung 64 übertragen (Bezugszeichen 224). Es sei hinzugefügt, daß die auf der Leitung 62 erzeugten Pulse gemäß dem Bezugszeichen 230 auf das Potentialniveau der Leitung 56 bezogen sind und nicht auf das Niveau der Leitung Schließlich setzt sich das auf der Leitung 56 erzeugte Signal aus einer Reihe von abwechselnd positiven Pulsen (240) und negativen Pulsen (242) zusammen, zwischen denen tote Zeitintervalle (244) liegen. Das Referenzpotential auf der Leitung 42 ist durch die Linie 250 angedeutet.

Es sei hinzugefügt, daß für gewisse Arten von Gasentladungslampen vorteilhafterweise die Pulsbreiten und/ oder die Frequenzen durch andere Spannungen oder Ströme gesteuert werden. Beispielsweise kann der Eingang der Steuerschaltung 82 mit der Sekundärseite eines Transformators verbunden werden, dessen Primärseite in Reihe mit der Lampe 12 geschaltet ist und/oder der Eingang der Steuerschaltung 80 kann mit der Leitung 44 bzw. 56 verbunden werden, wobei letzterenfalls die Pulsbreite der Versorgungsspannung bzw. der Pulsamplitude

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entspricht. Weiterhin können die Leitungen 88 und 92 vertauscht werden, so daß die Frequenz dem Strom und die Pulsbreite der Spannung entspricht.

In den Fig. 3A - 3D sind Ausführungsbeispiele der Schaltung 28 dargestellt. Reicht die Amplitude des auf der Leitung 56 erzeugten Pulses aus, um die Gasentladungslampe 12 zu zünden, so reicht ein einfaches, strombegrenzendes Bauelement in der Schaltung 28A gemäß Fig."-"3A- aus. Zwar ist zwischen den Leitungen 56 und 68 eine Drosselspule 310 dargestellt, doch könnte auch ein Kondensator mit geeigneter Reaktanz eingesetzt werden. Weiterhin könnten entsprechend viele Bauteile eingesetzt werden, deren jedes mit einer oder mehreren Lampen gemäß Fig. 1 verbunden ist. Diese Blindstromkomponenten können sowohl ausschließlich Spulen, ausschließlich Kondensatoren oder vorzugsweise eine Mischung daraus aufweisen.

In Fig. 3B ist vorausgesetzt, daß die Amplitude der auf der Leitung 56 erzeugten Pulse nicht ausreicht, um die Lampe 12 zu zünden. Dann kann die Spannung der Spannungsquelle 22 (Fig. 1) erhöht werden oder für die Schaltung 28B ein Transformator 320 vorgesehen werden. Vorzugsweise wird ein Autotransformator eingesetzt,' der besonders für sehne11zündende Fluoreszenzlampen (12B) geeignet ist. Offensichtlich empfiehlt es sich, zusammen mit dem Transformator 320 ein strombegrenzendes Bauteil einzusetzen.

Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß sie eine einfache und preisgünstige Einrichtung zur Steuerung der Lampe bereitstellt. Beispielsweise kann eine konstante Leistung der Lampe dadurch erreicht werden, daß der Lampenstrom und

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die Lampenspannung beobachtet und entsprechend deren Schwankungen die Pulsbreite und Pulsfrequenz geändert werden. Mit anderen Worten: ein Ausgleich einer Schwankung in der Höhe der Pulse erfolgt durch Veränderung von deren Breite, wobei die Frequenz konstant gehalten wird. Alternativ kann der Ausgleich durch Veränderung der Frequenz erfolgen, wobei die Pulsbreite konstant gehalten wird. Auf diese Weise kann eine konstante Leistung der Lampe erreicht werden, ohne daß aufwendige Schaltungen erforderlich wären oder die Verwendung teurer Analog-Verstärker, welche sowohl die Spannung als auch den Strom messen und ein einziges Rückkoppelsignal zu erzeugen.

Gemäß Fig. 3C wird ein praktisch unbegrenztes Startpotential für die Lampe 12 mittels der Schaltung 28C und der Spule 33Ο erhalten, welche in der Art einer doppelseitigen Rücklaufschaltung zwischen die Leitungen 56 und 46 geschaltet ist. Bei Betrieb versorgen abwechselnd die Transistoren 20 und 24 die Spule 330 mit Pulsen, welche diese auf die Lampe 12 übertragen. Im einzelnen wird bei jedem Leitungszustand der.Transistoren 20 und 24 Energie in der Spüle 330 gespeichert, welche proportional zum Quadrat der Spitze des Stromes ist. Die Stromspitze ist wiederum proportional der Pulsbreite. Die Leistung ist gleich dem Produkt aus Frequenz und Energie, wobei die Energie, wie gerade gesagt, proportional der Pulsbreite ist. Dementsprechend kann die Lampe 12 einfach und wirtschaftlich durch Änderung der Frequenz und der Pulsbreite gesteuert werden. In Abhängigkeit von dem durch die Spannungsquelle 12 erzeugten Potential (Fig. 1) kann der zwischen die Leitungen 56 und 68 geschaltete Kondensator 332 bzw. ein entsprechendes Bauteil zur Strombegrenzung eingesetzt werden. Weisen die

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Transistoren 24 und 26 Eigen-Dioden auf, so kann ein Paar von Sperr-Dioden 334 und 336, welche in der Leitung 56 mit dem zugehörigen Transistor in Reihe geschaltet sind, eingesetzt werden, um den einen Transistor zu isolieren, so bald der andere Transistor-ausgeschaltet ist.

Die in Fig. 3C-gezeigte Schaltung wird mit einem einzigen Transistor 24 betrieben. Dabei ist die Strombelastbarkeit des Transistors 24 erhöht, ebenso wie die Größe der Spule 330. Dabei treten Schwierigkeiten beim Schwingungsverlauf auf.

Di.e in Fig. 3D gezeigte Schaltung 28D weist eine RF-Schaltung auf für eine Impedanz-Anpassung und Spannungs-Multiplikation. Vorzugsweise wird die dargestellte RF-Schaltung eingesetzt, welche ein Spulenpaar 340 und 342 aufweist, welches zwischen die Leitungen 56 und 68 in Reihe geschaltet ist, wobei ein Kondensator 34 4 zwischen die Verbindungsstelle und die Leitung 46 geschaltet ist. Bei der richtigen Bemessung der einzelnen Bauteile arbeitet die Ballast-Schaltung 10 mit einer maximalen Fehlerabweichung, die im Bereich von 5 % der Durchschnittsfrequenz der Schaltung 28D liegt. Offensichtlich ist der Einsatz der in Fig. 1 gezeigten Schaltung zusammen mit der Schaltung 28D insbesondere dann angemessen, wenn nur eine einzige Einrichtung zur Steuerung der Pulsbreite eingesetzt werden soll, um die Lampe 12 zu steuern.

In Fig. 4 ist die Leistungsfaktor-Steuerschaltung zusammen mit den Hauptbauteilen 28A der Spannungsquelle 28 (Fig. 1) dargestellt. Die Schaltung 20 ist über die Wechselspannungsversorgungsanschlüsse mit der Spannungsquelle 22A in Reihe geschaltet, wobei

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die Schaltung zwischen die spannungsführende Leitung 50 und die Leitung 52 geschaltet ist, während die Spannungsquelle 22A zwischen die Leitung 52 und die neutrale Leitung 4 8 geschaltet ist (bei 110 V Versorgungsspannung) . In der Schaltung 20 ist eine Spule 430 sowie ein Kondensator 432 vorgesehen, welche parallel geschaltet sind und geeignete Reaktanzen aufweisen, so daß die Frequenz mit der dritten Harmonischen der Frequenz der Versorgungsspannung übereinstimmen. Die Spannungsquelle 22A weist eine Einrichtung 440 zum Gleichrichten der Versorgungsspannung auf sowie eine Einrichtung 442 zum Glätten des Stromes, so daß eine Gleichspannungsquelle bereitsteht. Selbstverständlich können die Einrichtungen 4 40 zum Gleichrichten auch die Spannung steuern, beispielsweise mittels eines Transformators, um das durch die Spannungsquelle 22A erzeugte Potential in gewünschter Weise einzustellen. Weiterhin kann die Einrichtung 442 zum Filtern ein Paar von Spulen aufweisen, von denen jede mit einem betreffenden Anschluß der Leitung 42 bzw. 44 in Reihe zwischen die Gleichrichteinrichtungen 440 und dem Rest der Filtereinrichtung 442 geschaltet ist oder aber eine einzige Spule ist mit der Leitung 52 in Reihe zwischen die Schaltung 20 und den Gleichrichter 440 geschaltet. In diesem Falle ist die Schaltung 20 besonders vorteilhaft, wenn die Spule eine Induktivität aufweist, die geringer ist als die kritische Induktivität der Spannungsquelle. Obwohl als Ausführungsbeispiel für die Spannungsquelle 22A ein herkömmlicher Spannungsverdoppler gewählt wurde, versteht sich, daß auch jede andere geeignete Anordnung eingesetzt werden kann.

Fehlt dio Schaltung 20, so entzieht die Quelle 22A dem Versorgungsnetz Strom, welcher synchron zu den

Spannungsspitzen (des Netzes) verläuft, so daß Schwierigkeiten bezüglich der Leistungsfaktoren und der Verzerrung der dritten Harmonischen auftreten. Ist die Schaltung 20 hinzugefügt, so werden diese Schwierigkeiten <: und π eic st reduziert, wenn nicht gar völlig ausgeschaltet. Die Schaltung 20 schafft eine automatische Synchronisation der Leistungsaufnahme der Spannungsquelle 22A, um den durch die Spannungsquelle entnommenen Strom zu begrenzen. Durch geeignete Auswahl der Spule 4 30 und des Kondensators 432 kann die Resonanzfrequenz der Spannungsquelle 22A angepaßt werden, um Schwierigkeiten bezüglich des Leistungsfaktors zu eliminieren. Im gezeigten Ausführungsbexspiel hat die Spule eine Induktivität von etwa 78 Millihenry und der Kondensator eine Kapazität von etwa 10 Mikrofarrad.

In Fig. 5 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Ballast-Schaltung gemäß der Erfindung dargestellt,, welche das Bezugszeichen 500 trägt. Im Vergleich mit dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im wesentlichen unterscheiden sich die zwei Ausführungsbeispiele darin, daß die in Fig. 5 gezeigte Schaltung auch einen Generator 502 für Dreieck-Wellen und einen Modulator 504 für die Pulsbreite aufweist, die in Kombination die Frequenz des Oszillators 72 steuern, welcher, in diesem Ausführungsbeispiel, eingestellt ist, um mit einer Frequenz von etwa 80 kHz arbeitet. Mit anderen Worten: mit dem Dreieck-Signal des Oszillators 502 auf der Leitung 506 und dem Steuersignal der Steuerschaltung 82 auf der Leitung 508 erzeugt der Modulator 504 auf der Leitung 510 ein Signal, um so die Frequenz des Oszillators 72 zu steuern. Der Oszillator 72 erzeugt auf der Leitung 86 ein 80 kHz Träger-Signal, das mit 20 kHz bezüglich der Pulsbreite moduliert ist.

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In diesem Ausführungsbeispiel ist für die Schaltung eine Hochfrequenzsperrkette vorgesehen, entsprechend derjenigen, die im Zusammenhang mit Fig. 3D diskutiert wurde. Hier ist aber die Schaltung 28 so ausgelegt, döß sie bei der Trägerfrequenz von 80 kHz arbeitet, uir. die Trägerfrequenz-Komponenten zu eliminieren, während die Komponenten der Modulationsfrequenz passieren können. Im Ergebnis wird der Umfang der Schaltung 28 reduziert und ihr Wirkungsgrad erhöht. Die Lampe 12 wird durch das Amplituden-modulierte Dreieck-Signal von 20 kHz angetrieben, welches dem mittleren Strom entspricht, der durch den Widerstand 60 fließt. Die Dreieckform der Welle ist insofern vorteilhaft, als die harmonischen Anteile gering sind, so daß sie eine gute Annäherung an die Sinuswelle darstellt.

Zwar wird die Schaltung 80 (Fig. 1) vorzugsweise eingesetzt, um den Multivibrator 74 zu steuern, ist die Pulsbreite der durch den Multivibrator 74 erzeugten Pulse fest, so daß die abwechselnd positiven und negativen Pulse auf der Leitung 56 angenähert einer Sinuswelle entsprechen. Auch hierdurch wird die dritte Harmonische minimiert.

Die Spannungsquelle 22 weist ein Paar von Gleichrichterdioden 514 und 516 auf sowie ein Paar Kondensatoren 518 und 520, welche zusammen in einer herkömmlichen Spannungsverdoppelungsschaltung angeordnet sind (für die 11O V Hauptspannung). Die zwischen die Leitungen 52 und 44 geschaltete Diode 514 und der zwischen die Leitungen 4 4 und 46 geschaltete Kondensator 518 erzeugen in Bezug auf das Potential der Leitung 46 auf der Leitung 44 ein positives Potential. Auf der Leitung 42 wird in Bezug auf das Potential der Leitung 46 mittels der zwischen die Leitungen 52 und 42 geschalteten Diode 516 sowie des zwischen die Leitungen 42

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und 46 geschalteten Kondensators ein negatives Potential erzeugt. Bei einer Versorgungsspannung von 220 V werden die Dioden 514 und 516 durch einen Brückengleichrichter ersetzt. Offensichtlich kann auch ein geeigneter Transformator zwischen den Versorgungsleitungen.und den-Dioden vorgesehen sein, um die Spannung zu regeln.

Ein strombegrenzender Kondensator 522 ist zwischen die Leitungen 52 und 524 geschaltet, eine Zener-Diode 526 ist zwischen die Leitungen 524 und 48 geschaltet, eine Sperr-Diode 528 ist zwischen die Leitungen 524 und 40 . geschaltet und ein Filter-Kondensator 5 30 verbindet die Leitungen 40 und 42, so daß eine Gleichspannungsguelle für den Generator -30 bereitsteht. Der Kondensator 522 stellt eine verlustfreie Impedanz dar, über die der Hauptteil der Wechselspannung abfällt. Die Diode 526 bewirkt sowohl eine negative Begrenzung und eine positive Steuerung, während die Diode 528 den Kondensator 530 bei der Klemmschaltung isoliert. Durch den zwischen die Leitungen 44 und 42 geschalteten Kondensator 532 sowie den zwischen die Leitungen 40 und 42 geschalteten Kondensator 534 ist ein Hochfrequenz-Bypass geschaffen, wobei die Kondensatoren die Ballast-Schaltung 50 sowohl gegen das Rauschen der Versorgungsspannung schützen als auch die Wechselspannungsversorgungsleitungen vor Signalen schützen, die durch die Ballast-Schaltung 500 erzeugt werden. Ein MOV-Varistor (Halbleiter) 536 ist zwischen die Leitungen 52 und 48 geschaltet und bietet Schutz gegen Spannungsspitzen. Schließlich weist die Spannungsquelle 22 eine Sicherung 538 und einen Kondensator 540 als Hochfrequenz-Bypass auf. Zwar kann die Sicherung 538 zwischen die Leitungen 52 und 48 in Reihe mit dem Kondensator 540 geschaltet werden, doch wird sie vorzugsweise zwischen die Leitung 50 und die Leitung 48 in Reihe mit dem Kondensator 540 geschaltet.

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Der Oszillator 72 weist einen Komparator 540 auf, dessen einer Eingang über einen Hysterese erzeugenden Widerstand 552 mit der Leitung 86 verbunden ist sowie mit der Verbindungsstelle zweier Widerstände 554 und 556, welche zwischen die Leitungen 40 und 42 als Spannungsteiler in Reihe geschaltet sind, so daß, zusammen mit dem Widerstand '552, ein Paar von Referenz-Potentialen bereitgestellt wird. Der Umkehr-Eingang des Komparators 5 50 ist über in Reihe geschaltete Widerstände 558 und 560, von denen der Widerstand 558 fest und der Widerstand 560 variabel ist, mit der Leitung 86 verbunden und mit der Leitung 42 über einen zeitkonstanten Kondensator 562 verbunden sowie mit der Leitung 510 über einen strombegrenzenden Widerstand 564. Der Ausgang des Komparators 550, welcher mit der Leitung 86 verbunden ist, ist über einen Widerstand 566 mit der Leitung 40 verbunden. Die Widerstände 558 und 560 laden und entladen abwechselnd den Kondensator 562 zwischen den Referenzpotentialen, die durch die Widerstände 552, 554 und 556 definiert werden. Vorzugsweise sind die Widerstände 554 und 556 ungleich, so daß der Oszillator 72 eine Reihe von schmalen Pulsen erzeugt anstatt einer Rechteck-Welle. Mittels des Widerstandes 564 ist es möglich, über die Steuerspannung auf der Leitung 510 die Lade- bzw. Entladegeschwindigkeit zu steuern, um die Oszillatorfrequenz zu regulieren. Schließlich ermöglicht es der Widerstand 560, die Mittel-Frequenz des Oszillators auf Werte zwischen 15 und 100 kHz einzustellen.

Der Multivibrator 74 weist einen offenen Komparator 570 auf, dessen einer Eingang über eine Sperr-Diode 572 mit der Leitung 86 verbunden ist sowie über einen zeitkonstanzen Widerstand 574 mit der Leitung 40 und mit der Leitung 42 über einen Kondensator 576.

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Weiterhin ist der Umkehr-Eingang des Komparators über einen strombegrenzenden Widerstand 578 mit der Leitung 92 verbunden sowie mit dem Schleifer eines Roferenz-Signal-Einstellpotentiometers 580, dessen Anschlüsse mit den Leitungen 40 bzw. 42 verbunden sind. Schließlich ist der Ausgang des Komparators 570 mit der Leitung 90 verbunden und über einen Widerstand 582 mit der Leitung 40. Obwohl diese Anordnung eher einer Verzögerungsschaltung ähnelt, arbeitet der Multivibrator 74 als spannungsgesteuerter, monostabiler Multivibrator. Die Diode 572 begrenzt den Kondensator 576 so lange auf ein niedriges Potential, bis auf der Leitung 86 ein hohes Signal erscheint. Danach lädt der Widerstand 574 den Kondensator 576 bis das durch den Komparator 540 auf der Leitung 86 erzeugte Potential wieder nach unten geht. Der Komparator 570 hält auf der Leitung 90 ein logisch tiefes Signal bis der Kondensator 576 über das Potential am Schleifer des Potentiometers 580 geladen ist, woraufhin die Leitung freigegeben wird und der Widerstand 582 darauf ein Hoch-Signal erzeugt.

Der Flip-Flop 76 ist mit einem Zeitgebereingang (C, 584) mit der Leitung 86 verbunden, mit einem Dateneingang mit der Leitung 96, mit einem Ausgang mit der Leitung 94 und mit einem Komplementär-Ausgang mit der Leitung 96. «

Der Puls-Steuerkreis 78 weist ein Paar von UND-Gliedern 588 und 590 mit zwei Eingängen auf, von denen jedes mit einem Eingang mit der Leitung 90 verbunden ist, um die darauf erzeugten Pulse zu empfangen, während ein anderer Eingang jeweils mit den Leitungen 94 bzw. 96 verbunden ist, um die durch den Flip-Flop 76 erzeugten Komplementär-Signale zur Steuerung des Pulses · zu empfangen. Jedes der Glieder treibt ein komplementäres

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Paar von Transistoren, welche in der Art einer Kathoden· verstärkerschaltung zwischen die Leitungen 40 und 42 geschaltet sind. Das logische Glied 588 treibt ein Paar von Transistoren 592 und 594 an, welche über eine Leitung 596 mit ihm verbunden sind, während das logische Glied 590 ein Paar von Transistoren 600 und 602 treibt, mit welchen es über die Leitung 604 verbunden ist. Die Transistoren 592, 594, 600 und 602 erhöhen die Treib-Kapazität der logischen Glieder 588 und 59Ο, um die Schaltgeschwindigkeit zu erhöhen.

Ein 1:1 Puls-Transformator 606 ist vorgesehen, um den Treib-Pegel der Transistoren 592 und 594 so weit zu verschieben, daß der Transistor 24 antreibbar ist. Die Primärwindung des Transformators 606 ist zwischen die Leitung 42 und den Wechselstrom-Kupplungskondensator 608 geschaltet, dessen anderer Anschluß mit der Verbindungsstelle der Emitter der Transistoren 592 und 594 verbunden ist. Die Sekundär-Windung des Transformators 606 ist zwischen die Leitung 56 und einen strombegrenzenden Widerstand 610 geschaltet, dessen anderer Anschluß mit dem Gate des Transistors 24 über die Leitung 62 verbunden ist. über die Sekundärseite des Transformators 606 ist ein Widerstand 612 geschaltet sowie ein Paar von Zener-Dioden 614 und 616. Der Widerstand 612 bewirkt eine Dämpfung, während die Dioden 614 und 616 eine Strombegrenzung bewirken, so daß ein Gate-Source-Durchbruch im Transistor 24 sowie die Sättigung des Transformators 606 vermieden wird. Schließlich begrenzt der Widerstand 610 nicht nur den Strom, welcher den Gate-Kondensator des Transistors 24 auflädt, sondern schützt auch die Dioden 614 und 616 vor Spannungspitzen, die auf den Transistor 24 rückschlagen.

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In ähnlicher Weise ist das Gate des Transistors 26 über einen strombegrenzenden Widerstand 620 mit der Verbindungsstelle der Emitter der Transistoren 600 und 602 verbunden, welche ebenfalls mit der Leitung 42 sowohl über einen Widerstand.. 622 als auch über eine Zener-Diode 624 verbunden sind.

Wie zuvor angedeutet, bewirken die Drossel 34OA und der Kondensator 344Λ der Schaltung 28D eine Tief-Pass-Filterung, um die 80 kHz Trägerfrequenz zu entfernen, während die Drossel 342A eine Strombegrenzung für die Lampe 12 bewirkt.

Wie der spannungsgesteuerte Oszillator 72 ist auch der Oszillator 502 mit einem Offen-Kollektor-Kömparator 630 eingesetzt sowie mit einem Hysterese erzeugenden . Widerstand 632, einem Paar von Spannungsteilungswiderständen 634 und 636, einem zeitkonstanten Widerstand 638, einem zeitkonstanten Kondensator 640 und einem Widerstand 642. Im Unterschied zum Oszillator 72 sind hier die Widerstände 6 34 und 636 ähnlich und die Leitung 506 ist mit der Verbindungsstelle der Widerstände 6 38 und des Kondensators 640 verbunden.

Der Modulator 504 weist ein Paar von Operationsverstärkern 650 und 652 sowie einen Feldeffekttransistor 654 auf. Der Verstärker 650 ist mit einem Eingang über den Verstarkungs-Einstell-Widerstand 656 mit der Leitung 510 verbunden und über einen Gleichstrom-Sperrkondensator 658 mit der Drain-Elektrode des Transistors 654. Weiterhin ist der Eingang des Verstärkers 650 über einen Verstärkungsfaktor-Einstellwiderstand 660 mit der Leitung 66 2 verbunden, welche mit der Verbindungsstelle eines Paares von Referenz-Potential-Einstellwiderständen 664 und 666 verbunden ist,

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welche in der Art einer Spannungsteilerschaltung zwischen den Leitungen 40 und 42 in Reihe geschaltet sind» Der Verstärker G50 ist mit einem L·¹ ingang mit der Leitung 506 und mit einem Ausgang mit der Leitung 510 verbunden.

Der Verstärker 652 ist mit einem Eingang über einen Verstärkungsfaktor-Einstellwiderstand 670 mit der Leitung 508 und über einen anderen Verstärkungsfaktor-Einstellwiderstand 672 mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden. Der Verstärker 652 ist dagegen mit seinem nicht-invertierenden Eingang mit der Leitung 662 verbunden, während ein Ausgang mit dem Gate des Transistors 654 verbunden ist, dessen Source-Elektrode mit der Leitung 42 verbunden ist.

Im Betrieb dämpft und verstärkt der Verstärker 650 das auf der Leitung 506 erzeugte Oszillator-Signal. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 650 wird mittels der Widerstände 656 und 660 sowie dem Widerstand des Transistors 654 eingestellt. Der zuletzt genannte Widerstand wird durch den Verstärker 652 entsprechend dom durch die Schaltung 82 auf der Leitung 508 erzeugten Steuersignal eingestellt.

Die der Steuerschaltung 80 entsprechende Steuerschaltung 82 weist einen Komparator 6 80 auf, dessen Ausgang mit der Leitung 508 verbunden ist, während der Eingang mit der Verbindungsstelle eines Paares von Widerständen 682 und 684 verbunden ist, die eine Spannungs-Teilerschaltung zwischen den Leitungen 40 und 42 bilden. Ein anderer Eingang des ^Comparators 680 ist mit dem Schleifer des Potentiometers 686 verbunden, dessen Anschlüsse mit den Leitungen 688 bzw. 42 verbunden sind. Ein Kondensator 690 ist zwischen die Leitungen

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688 und 42 geschaltet. Eine Diode 692 verbindet die Leitungen 688 und 58. Die in Fig. 1 gezeigte Steuerschaltung 80 weist ebenfalls einen Spannungsteilungswiderstand auf, welcher mit einer Diode in Reihe geschaltet ist, die der Diode 692 entspricht.

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M„)Ballast-Schaltung für die Versorgung einer Gas-Entladungslampe und zum Steuern des Leistungsverbrauchs derselben, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmales

eine Gleichspannungsquelle, welche zudem ein Basis-Potentialbereitstellt;

ein in Reihe zwischen die Anschlüsse der Spannungsquelle geschaltetes Paar von Transistoren, welche selektiv das an den Ausgängen der Spannungsquelle erzeugte Signal auf ihre Verbindungsstelle übertragen; eine strombegrenzende Schaltung zur Versorgung der Lampe mittels des Potentials, welches zwischen der genannten Verbindungsstelle der Transistoren und dem Basis-Potential der Spannungsquelle erzeugt wird; und Einrichtungen zum Erzeugen von Pulsen zum abwechselnden Treiben der Transistoren, wodurch an der genannten Verbindungsstelle der Transistoren ein Potential erzeugt wird, welches durch alternierende positive und negative Pulse gebildet wird, welche jeweils durch Totzeiten voneinander getrennt sind, wobei die Einrichtungen zum Erzeugen der Pulse den Leistungsverbrauchspegel der Lampe überwachen und dementsprechend die Frequenz der Transistor-Treib-Pulse variieren, wodurch der Leistungsverbrauch der Lampe gesteuert wird.

2, Ballast-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strombegrenzende Schaltung eine strombegren-

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zende Blindstromkomponente aufweist, welche die Lampe mit der Verbindungsstelle der Transistoren und dein Basispotential der Spannungsquelle verbindet.

3. Ballast-Schaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die strombegrenzende Schaltung eine Rücklauf-Spule aufweist, welche zwischen die genannte Verbindungsstelle der Transistoren und da_s Basis-Potential der Spannungsquelle geschaltet ist.

4. Ballast-Schaltung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blindstromkomponente ein Kondensator ist und daß das · Basis-Potential der Spannungsquelle mit einem Ausgang der Spannungsquelle verbunden ist.

5. Ballast-Schaltung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die strombegrenzende Schaltung einen Transformator aufweist, der die Lampe mit der Verbindungsstelle der Transistoren und dem Basis-Potential der Spannungsquelle verbindet.

6. Ballast-Schaltung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die strombegrenzende Schaltung eine RF-Schaltung aufweist, um die Lampe mit der Verbindungsstelle der Transistoren und dem Basis-Potential der Spannungsquelle zu verbinden.

7. Ballast-Schaltung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale :

Steuereinrichtungen zum Erzeugen eines Signales, welches den Leistungsverbrauch anzeigt,

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einen Oszillator zum Erzeugen eines Signales, dessen Frequenz dem Signal der Steuereinrichtung entspricht, einen monostabilen Multivibrator, der durch das Oszillator-Signal getricjgort wird und

eine Pulsfolgc erzeugt, deren jeder Puls boi der Oszillator-Frequenz eine vorbestimmte Breite aufweist, einen Teiler-Kreis, der durch das Oszillator-Signal im Takt angesteuert wird und ein zweistufiges Signal mit der halben Oszillator-Frequenz erzeugt, logische Glieder, die auf jeden Puls des monostabilen Multivibrators ansprechen und einen entsprechenden Transistor-Treibpuls erzeugen, um jeweils einen der Transistoren entsprechend dem Signal der Teiler-Schaltung zu treiben.

8. Ballast-Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung das Steuer-Signal entsprechend dem Niveau des durch einen der Transistoren fließenden Stromes erzeugt.

9. Ballast-Schaltung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung das Steuer-Signal entsprechend dem Spitzenwert des Potentiales an der Verbindungsstelle der Transistoren erzeugt.

10. Ballast-Schaltung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung das Steuer~Signal entsprechend dem Potential erzeugt, das an einem der beiden Ausgänge der Spannungsquelle erzeugt wird.

11. Ballast-Schaltung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schaltung, welche mit der Spannungsquelle in Reihe über die Wechselstrom-Versorgungsspannung geschaltet ist, wobei

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die Schaltung den Leistungsfaktor der Spannungsquelle gegenüber dem Versorgungsnetz erhöht und einen Kondensator mit einer vorbestimmten Kapazität sowie eine Spule aufweist, welche parallel zu dem Kondensator geschaltet ist und eine vorbestimmte Induktivität aufweist, so daß der Kondensator und die Spule eine Resonanzfrequenz erzeugen, die zwischen der zweiten und der vierten Harmonischen der Versorgungsfrequenz liegt.

12. Ballast-Schaltung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Puls-Erzeugungseinrichtung Steuereinrichtungen aufweist, um ein Signal zu erzeugen, das den Leistungsverbrauch anzeigt, sowie einen festen Oszillator zum Erzeugen eines Signales mit einer vorbestimmten Frequenz, einen spannungsgesteuerten Oszillator zum Erzeugen eines Signales, dessen Frequenz größer ist als die vorbestimmte Frequenz, Einrichtungen zum Modulieren der Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators, welche auf das feste Oszillatorsignal ansprechen, einen monostabilen Multivibrator, der durch das Signal des spannungsgesteuerten Oszillators getriggert wird, um eine Reihe von Pulsen zu erzeugen, deren jeder bei der Frequenz des Signales des spannungsgesteuerten Oszillators eine vorbestimmte Breite hat; eine Teilerschaltung, welche durch das Signal des spannungsgesteuerten Oszillators im Takt angesteuert wird und ein zweistufiges Signal mit der halben Frequenz erzeugt; logische Glieder, welche auf jeden Puls der durch den monostabilen Multivibrator erzeugten Pulse ansprechen und jeweils einen entsprechenden Treibpuls für einen der Transistoren erzeugen; wobei die Spannungs-Steuerschaltung und die strombegrenzende Schaltung Tiefpaß-Filter aufweisen um die Frequenz des Signales des spannungsgesteuerten Oszillators zu filtern und die genannte vorbestimmte Frequenz passieren zu lassen, wobei der Tiefpaß-Filter

auch die Lampe mit der Verbindungsstelle der Transistoren und dem Basis-Potential der Spannungsquelle verbindet.

13. Ballast-Schaltung zur Versorgung einer Gas-Entladungslampe und zum Steuern des Leistungsverbrauchs derselben, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

eine Gleichspannungsquelle, welche zudem ein gemeinsames Basis-Potential bereitstellt;

ein Paar von Transistoren, die als Schalter in Reihe zwischen die Anschlüsse der Spannungsquelle geschaltet sind, wobei die Transistoren abwechselnd die Verbindungsstelle zwischen sich mit dem Potential verbinden, das an den Ausgängen der Spannungsquelle erzeugt wird; ' eine strombegrenzende Schaltung zum Versorgen der Lampe mit dem Potential, das zwischen der Verbindungsstelle der Transistoren und dem Basis-Potential der Spannungs- · quelle erzeugt wird; und

Einrichtungen zum Erzeugen von Pulsen zum abwechselnden Treiben jeweils eines der Transistoren, wodurch an der Verbindungsstelle der Transistoren ein Potential erzeugt wird, welches durch eine alternierende Folge von positiven und negativen Pulsen gebildet wird, welche jeweils durch eine Totzeit getrennt sind, wobei die Puls-Erzeugungseinrichtungen zur überwachung des Leistungsverbrauchs der Lampe dienen und auf diesen so reagieren, daß die Breite der Transistor-Treibpulse variiert wird, wodurch der Leistungsverbrauch der Lampe gesteuert wird.

14. Ballast-Schaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die strombegrenzende Schaltung ein Blindstrombauteil aufweist, welches die Lampe mit der Verbindungsstelle der Transistoren und dem Basis-Potential der Spannungsquelle verbindet.

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15. Ballast-Schaltung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die strombegrenzende Schaltung weiterhin eine Rückstrom-Spule aufweist, die zwischen die Verbindungsstelle der Transistoren und das Basis-Potential der Spannungsquelle geschaltet ist.

16. Ballast-Schaltung nach einem der Ansprüche 13 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß die strombegrenzende Schaltung einen Transformator aufweist, welcher die Lampe zwischen die Transistor-Verbindungsstelle und das Basis-Potential der Spannungsquelle schaltet.

17. Ballast-Schaltung nach einem der Ansprüche 13 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die strombegrenzende Schaltung einen RF-Kreis aufweist, um die Lampe zwischen die Verbindungsstelle der Transistoren und das Basis-Potential der Spannungsquelle zu schalten.

18. Ballast-Schaltung nach einem der Ansprüche 13 - 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Erzeugen der Pulse folgende Merkmale aufweisen:

Steuereinrichtungen zum Anzeigen eines Signales, das den Leistungsverbrauch anzeigt;

einen Oszillator zum Erzeugen eines Signales mit einer vorbestimmten Frequenz;

einen monostabilen Multivibrator, welcher durch das Signal des Oszillators getriggert wird, um eine Folge von Pulsen zu erzeugen, deren Breite vom Signal der Steuereinrichtung abhängt, wobei die Folge der Pulse des monostabilien Multivibrators mit der vorbestimmten Frequenz erfolgt;

eine Teilerschaltung, welche durch das Signal des Oszillators angesteuert wird, um ein zweistufiges Signal mit einer Frequenz zu erzeugen, die halb so groß

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ist wie die vorbestimnrte Frequenz; logische Glieder, die auf jeden der durch den nionostabilen Multivibrator erzeugten Pulse ansprechen, um einen entsprechenden Treib-Puls für einen der Transistoren zu erzeugen, welche jeweils selektiv entsprechend den Signalen der Teiler-Schalter getrieben werden.

19. Ballast-Schaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung das Steuer-Signal entsprechend dem Niveau des Stromes erzeugt, welcher durch einen der Transistoren fließt.

20. Ballast-Schaltung nach Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung das Steuer-Signal entsprechend dem Spitzenwert des Potentials erzeugt, welches an der Verbindungsstelle der Transistoren anliegt.

21. Ballast-Schaltung nach Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen das Steuer-Signal entsprechend dem Niveau erzeugen, welches an einem Ausgang der Spannungsquelle erzeugt wird.

22. Ballast-Schaltung nach einem der Ansprüche 18 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung vorgesehen ist, die mit der Spannungsquelle in Reihe über die Wechselspannungs-Versorgungsquelle geschaltet ist, um den Leistungsfaktor zu erhöhen, welchen die Spannungsquelle gegenüber der Versorgungsleitung bildet, wobei die Schaltung einen Kondensator mit vorbestimmter Kapazität aufweist sowie eine damit parallel geschaltete Spule vorbestimmter Induktivität, welche zusammen eine Resonanzfrequenz bilden, die zwischen der zweiten und der vierten Harmonischen der Frequenz des Versorgungsnetzes liegt.

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23. Ballast-Schaltung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Pulserzeugung folgende Merkmale aufweisen:

eine Steuereinrichtung zum Erzeugen eines Signales, welches den Leistungsverbrauch anzeigt; einen Oszillator zum Erzeugen eines Signales, dessen Frequenz eine Funktion des Stromflusses durch einen der Transistoren ist;

einen monostabilen Multivibrator, der durch das Oszillator-Signal getriggert wird und eine Folge von Pulsen erzeugt, deren Breite jeweils eine Funktion des Signales der Steuereinrichtung ist, wobei die Pulsfolge des monostabilen Multivibrators der Frequenz des Oszillators entspricht;

eine Teilerschaltung, die durch das Oszillator-Signal angesteuert wird und ein zweistufiges Signal mit der halben Oszillator-Frequenz erzeugt; logische Glieder, welche auf jeden der durch den monostabilen Multivibrator erzeugten Pulse ansprechen und entsprechende Treib-Pulse für die Transistoren erzeugen, wobei jeweils selektiv ein Transistor angesteuert wird, entsprechend dem Signal der Teilerschaltung.

24. Ballast-Schaltung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung das Steuersignal als Funktion der Spannungsspitzen erzeugt, welche an der Verbindungsstelle der Transistoren anliegen.

25. Ballast-Schaltung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung das Steuersignal als Funktion des Potentials erzeugt, welches an einem der Ausgänge der Spannungsquelle anliegt.

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26. Eine Schaltung, welche mit einer Spannungsquelle über eine Wechselspannungsquelle in Reihe geschaltet wird, um den Leistungsfaktor der Spannungsquelle zu erhöhen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: ·

einen Kondensator vorbestimmter Kapazität und eine Spule vorbestimmter Induktivität, welche derart parallel geschaltet sind, daß eine Resonanz-Frequenz entsteht, die zwischen der zweiten und der vierten Harmonischen der Frequenz des Versorgungsnetzes liegt.

27. Spannungsquelle zum Erzeugen einer Gleichspannung aus einer Wechselspannungsversorgung, um einen hohen Leistungsfaktor zu erzeugen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

Einrichtungen zum Gleichrichten des Wechselstromes; Einrichtungen zum Filtern des gleichgerichteten Stromes, um eine Gleichspannungsquelle zu bilden sowie einen Kreis, der die Gleichricht-Einrichtung mit dem Wechselspannungsversorgungsnetz verbindet, wobei der Kreis einen Kondensator vorbestimmter Kapazität und eine mit diesem parallel geschaltete Spule vorbestimmter Induktivität aufweist, welche eine Resonanzfrequenz bilden, die zwischen der zweiten und der vierten. Harmonischen der Frequenz des Versorgungsnetzes liegt.