RU2239961C2

RU2239961C2 - Apparatus for energy-saving operation of fluorescent lamp and contact device for connecting this apparatus to lamp

Info

Publication number: RU2239961C2
Application number: RU2001103733/09A
Authority: RU
Inventors: Вернер РАЙНИГ (DE); Вернер РАЙНИГ
Original assignee: Фьюче Нью Девелопментс Лимитед
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2004-11-10

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: proposed energy-saving apparatus is designed for connection to fluorescent lamp provided with two contacts on its both end caps for electrical and mechanical connection of this lamp to sockets and to ac power supply with choke coil and starter inserted in-between. This apparatus is specially designed to provide for energy-saving operation of fluorescent lamp. To this end it is made in the form of four-terminal network whose input terminals and two contacts on one end cap of lamp, as well as choke coil form series electric circuit connected in parallel with ac power supply, its input terminals being electrically connected to two contacts on other end cap.

EFFECT: simplified design of device.

17 cl, 5 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к аппарату подключения для энергосберегающей эксплуатации люминесцентной трубки, или лампы в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.The present invention relates to a connection apparatus for energy-saving operation of a fluorescent tube or lamp in accordance with the restrictive part of paragraph 1 of the claims.

Уровень техникиState of the art

Люминесцентная лампа такого типа, как правило, содержит газоразрядную колбу из стекла, в торцевые колпачки которой вплавлены накаливаемые катоды. Обычно из емкости выкачан воздух, и она заполнена аргоном и ртутью. Накаливаемый катод на каждом из колпачков выведен наружу в виде двух входных контактов. С помощью этих контактов люминесцентная лампа электрически и механически фиксируется в патронах. Питание люминесцентной лампы при эксплуатации обеспечивается в большинстве случаев от источника переменного тока, причем для инициирования газового разряда необходимы дроссель и устройство поджига тлеющего разряда, упрощенно называемый стартером. Применение дросселя и стартера требует дополнительных затрат энергии, то есть снижает кпд системы. Однако поскольку такие люминесцентные лампы представляют собой сравнительно недорогие и надежные световые источники, кпд = 0,5 признается приемлемой величиной.This type of fluorescent lamp, as a rule, contains a gas-discharge flask made of glass, into the end caps of which incandescent cathodes are fused. Typically, air is pumped out of the tank, and it is filled with argon and mercury. The incandescent cathode on each of the caps is brought out in the form of two input contacts. Using these contacts, the fluorescent lamp is electrically and mechanically fixed in the cartridges. The power supply of the fluorescent lamp during operation is provided in most cases from an alternating current source, and in order to initiate a gas discharge, a choke and a glow discharge ignition device are needed, which is simplified called a starter. The use of a throttle and starter requires additional energy costs, that is, reduces the efficiency of the system. However, since such fluorescent lamps are relatively inexpensive and reliable light sources, efficiency = 0.5 is recognized as an acceptable value.

Известно также применение электронного пускорегулирующего аппарата (ЭПРА) для энергосберегающей эксплуатации люминесцентной лампы. ЭПРА встраивается между источником переменного тока и контактами и заменяет дроссель и стартер. Таким образом, с точки зрения электротехники ЭПРА представляет собой шестиполюсник. Применение ЭПРА позволяет повысить кпд почти до 1.It is also known the use of an electronic ballast (ECG) for energy-saving operation of a fluorescent lamp. An electronic ballast is built in between the AC source and the contacts and replaces the inductor and starter. Thus, from the point of view of electrical engineering, the electronic ballast is a six-terminal device. The use of electronic ballasts can increase the efficiency to almost 1.

Однако существенный недостаток данного решения состоит в том, что электрические аппараты, такие как светильники с применением обычных люминесцентных ламп, поддаются оснащению энергосберегающими ЭПРА только ценой очень высоких затрат. Кроме стоимости самого ЭПРА, такое оснащение связано с большими затратами времени и труда, так как в дополнение к замене дросселя и стартера требуется замена всей кабельной системы.However, a significant drawback of this solution is that electrical devices, such as luminaires using conventional fluorescent lamps, can be equipped with energy-saving electronic ballasts only at a very high cost. In addition to the cost of the electronic ballasts themselves, such equipment is associated with a large investment of time and labor, since in addition to replacing the inductor and starter, the entire cable system must be replaced.

В публикации ЕР 0622977 А, 1994, описан аппарат подключения для энергосберегающей эксплуатации люминесцентной лампы, подключенной к источнику переменного тока с включением между ними дросселя и стартера. Этот известный аппарат, содержащий электронный контроллер для управления током, протекающим через лампу, может рассматриваться в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения. Однако известное техническое решение обеспечивает энергосбережение только ценой уменьшения яркости лампы, вплоть до ее полного выключения. Кроме того, известный аппарат эффективно работает только с электронными стартерами, т.е., как и в случае других известных ЭПРА, его установка в обычные схемы питания связана со значительными трудозатратами.In the publication EP 0622977 A, 1994, a connection apparatus for energy-saving operation of a fluorescent lamp connected to an alternating current source with the inclusion of a throttle and a starter is described. This known apparatus containing an electronic controller for controlling the current flowing through the lamp can be considered as the closest analogue of the present invention. However, the known technical solution provides energy saving only at the cost of reducing the brightness of the lamp, until it is completely turned off. In addition, the known device effectively works only with electronic starters, i.e., as in the case of other well-known electronic ballasts, its installation in conventional power circuits is associated with significant labor costs.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В соответствии с изложенным основная задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании аппарата подключения, который позволяет простым образом оснащать им для энергосберегающей эксплуатации люминесцентные лампы, имеющие на каждом из двух торцевых колпачков по два штыревых контакта, электрически и механически входящих в контактные гнезда в патронах и подключаемых к источнику переменного тока с включением между лампой и источником дросселя и стартера.In accordance with the foregoing, the main task to which the present invention is directed is to create a connection apparatus that allows it to be easily equipped for energy-saving operation with fluorescent lamps having two pin contacts on each of the two end caps, which are electrically and mechanically included in the contact sockets in cartridges and connected to an alternating current source with inclusion between a lamp and a source of a throttle and a starter.

Решение поставленной задачи достигается за счет создания аппарата подключения, который обладает признаками согласно отличительной части пункта 1 формулы изобретения. Аппарат подключения выполнен на основе четырехполюсника, который может быть простым образом встроен в существующую электрическую кабельную систему путем разрезания провода и подсоединения устройства. Более конкретно, аппарат подключения выполнен в виде четырехполюсника, который преобразует подаваемый на его входные клеммы ток от источника переменного тока в высокочастотный ток, снимаемый с его выходных клемм. При этом при подсоединении аппарата подключения необходимо только обеспечить, чтобы входные клеммы четырехполюсника вместе с двумя контактами на одном торцевом колпачке люминесцентной лампы и дросселем образовали последовательную электрическую цепь, включенную параллельно источнику переменного тока, а выходные клеммы четырехполюсника были электрически связаны с двумя контактами на другом торцевом колпачке.The solution to this problem is achieved by creating a connection device, which has the features according to the distinctive part of paragraph 1 of the claims. The connection device is based on a four-terminal device, which can be easily integrated into an existing electric cable system by cutting the wire and connecting the device. More specifically, the connection apparatus is made in the form of a four-terminal device, which converts the current supplied to its input terminals from an alternating current source into a high-frequency current removed from its output terminals. At the same time, when connecting the connecting device, it is only necessary to ensure that the input terminals of the four-terminal with two contacts on one end cap of the fluorescent lamp and the inductor form a series electric circuit connected in parallel with the AC source, and the output terminals of the four-terminal are electrically connected with two contacts on the other end cap.

Не имеет значения, если контакты или клеммы меняются местами, так как питание обеспечивается переменным током. Равным образом последовательная электрическая цепь, включенная параллельно источнику переменного тока, может представлять собой любую последовательность, состоящую из входных клемм четырехполюсника, двух контактов на одном из торцевых колпачков и дросселя. Таким образом, монтаж устройства по изобретению в электрическую схему может произвести в принципе любой человек. Кроме того, имеющийся в схеме дроссель может быть сохранен, так как он принимает на себя функцию предварительного фильтра. При этом аппарат подключения по изобретению требует небольшого пространства для размещения и может быть установлен с небольшими затратами.It does not matter if the contacts or terminals are interchanged, as the power is provided by alternating current. Similarly, a series electrical circuit connected in parallel with an alternating current source can be any sequence consisting of input terminals of a four-terminal network, two contacts on one of the end caps and a choke. Thus, the installation of the device according to the invention in an electrical circuit can be done in principle by anyone. In addition, the throttle available in the circuit can be saved since it assumes the function of a pre-filter. Moreover, the connection device according to the invention requires a small space for placement and can be installed at low cost.

В зависимости от того, с какой стороны от стартера производится разрезание провода для подсоединения аппарата подключения по изобретению, стартер оказывается либо с входной, либо с выходной стороны аппарата подключения. Для того чтобы обеспечить прохождение электрического тока для правильной работы аппарата подключения по изобретению, входные клеммы вместе с двумя контактами на одном торцевом колпачке, дросселем и стартером образуют последовательную электрическую цепь, включенную параллельно источнику переменного тока, причем стартер шунтируется. Для этого он просто заменяется в своем монтажном устройстве своей модификацией с шунтирующей короткой связью. В альтернативном варианте с шунтированием стартера выходные клеммы и стартер образуют последовательную электрическую цепь, электрически связанную с двумя контактами на другом торцевом колпачке. В том случае, когда стартер расположен с входной стороны аппарата подключения по изобретению, он может быть заменен электрическим предохранителем, который устанавливается в том же монтажном устройстве и дополнительно защищает аппарат подключения по изобретению от перегрузки.Depending on which side of the starter the wire is cut to connect the connection device according to the invention, the starter is either on the input or output side of the connection device. In order to ensure the passage of electric current for the correct operation of the connection device according to the invention, the input terminals together with two contacts on one end cap, a choke and a starter form a series electric circuit connected in parallel with the alternating current source, and the starter is shunted. To do this, it is simply replaced in its mounting device with its version with a shunt short connection. Alternatively, with starter bypass, the output terminals and the starter form a series electrical circuit electrically connected to two contacts on the other end cap. In the event that the starter is located on the input side of the connection device according to the invention, it can be replaced by an electric fuse, which is installed in the same mounting device and further protects the connection device according to the invention from overload.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения за входными клеммами аппарата включен выпрямитель, причем параллельно его плюсовому и минусовому выходам включены по меньшей мере два последовательно соединенных сглаживающих конденсатора, т.е. предпочтительно по одному конденсатору. Желательно также обеспечить, чтобы между плюсовым выходом выпрямителя и одной из выходных клемм был включен согласующий конденсатор.According to a preferred embodiment of the invention, a rectifier is connected behind the input terminals of the apparatus, with at least two smoothing capacitors connected in series with its positive and negative outputs, i.e. preferably one capacitor. It is also desirable to ensure that a matching capacitor is connected between the positive output of the rectifier and one of the output terminals.

Далее, между плюсовым и минусовым выходом выпрямителя и выходными клеммами включен высокочастотный каскад, состоящий по меньшей мере из одной цепи управления, по меньшей мере двух транзисторов и по меньшей мере одной катушки возбуждения. В этом варианте последовательно с катушкой возбуждения включен разделительный конденсатор.Further, between the plus and minus output of the rectifier and the output terminals, a high-frequency stage is included, consisting of at least one control circuit, at least two transistors and at least one excitation coil. In this embodiment, an isolation capacitor is connected in series with the field coil.

Монтаж аппарата подключения по изобретению особенно удобен, если он интегрирован в единое целое с люминесцентной лампой, то есть встроен в лампу или размещается в одном из ее торцевых колпачков. В этом случае требуется замена только самой люминесцентной лампы без вмешательства в электрическую кабельную систему. Другой вариант выполнения предусматривает встраивание аппарата подключения в один из монтажных патронов люминесцентной лампы. В этом варианте оснащения требуется только замена патрона или патронов.The installation of the connection device according to the invention is especially convenient if it is integrated into a single unit with a fluorescent lamp, that is, it is integrated in the lamp or placed in one of its end caps. In this case, only the fluorescent lamp itself needs to be replaced without interfering with the electrical cable system. Another embodiment provides for embedding a connection apparatus in one of the mounting cartridges of a fluorescent lamp. In this equipment option, only the replacement of a cartridge or cartridges is required.

Альтернативно, аппарат по изобретению может быть подключен к люминесцентной лампе с помощью специального контактного устройства, которое также является предметом настоящего изобретения. Это контактное устройство характеризуется признаками, указанными в пункте 13 формулы изобретения.Alternatively, the apparatus of the invention can be connected to a fluorescent lamp using a special contact device, which is also the subject of the present invention. This contact device is characterized by the features specified in paragraph 13 of the claims.

Аппаратом подключения по изобретению можно легко оснащать указанные люминесцентные лампы для их энергосберегающей эксплуатации. Контактное устройство по изобретению позволяет произвести это оснащение наиболее выгодным образом без необходимости как вмешательства в существующую электрическую кабельную систему, так и замены люминесцентной лампы или ее монтажного патрона или патронов.The connection device according to the invention can easily be equipped with these fluorescent lamps for their energy-saving operation. The contact device according to the invention allows this equipment to be made in the most advantageous manner without the need for either interfering with an existing electrical cable system or replacing a fluorescent lamp or its mounting cartridge or cartridges.

Для этой цели контактное устройство по изобретению, с одной стороны, оснащено двумя контактными гнездами, в которые могут входить с электрическим замыканием контакты на одном из торцевых колпачков люминесцентной лампы. С другой стороны, контактное устройство по изобретению оснащено также двумя выводами, которые могут входить с электрическим замыканием в один из патронов. Выводы и контактные гнезда контактного устройства по изобретению электрически изолированы друг от друга, при этом выводы устройства электрически связаны с входными клеммами четырехполюсника аппарата подключения по изобретению, а контактные гнезда контактного устройства электрически связаны с выходными клеммами указанного четырехполюсника. За счет того, что контактные гнезда и выводы расположены коаксиально друг другу, контактное устройство по изобретению настолько мало по толщине, что его корпус может быть размещен в имеющемся зазоре между торцевым колпачком люминесцентной лампы и соответствующим патроном.For this purpose, the contact device according to the invention, on the one hand, is equipped with two contact sockets into which the contacts on one of the end caps of the fluorescent lamp can be electrically closed. On the other hand, the contact device according to the invention is also equipped with two terminals that can be electrically connected to one of the cartridges. The terminals and contact sockets of the contact device according to the invention are electrically isolated from each other, while the terminals of the device are electrically connected to the input terminals of the four-terminal device of the connection device according to the invention, and the contact sockets of the contact device are electrically connected to the output terminals of this four-terminal device. Due to the fact that the contact sockets and terminals are coaxial to each other, the contact device according to the invention is so small in thickness that its housing can be placed in the existing gap between the end cap of the fluorescent lamp and the corresponding cartridge.

Данное решение дает большое преимущество в том, что установка аппарата подключения по изобретению с помощью контактного устройства по изобретению осуществляется настолько же просто, как замена люминесцентной лампы. Для этого имеющуюся люминесцентную лампу вынимают из патронов, затем контактное устройство по изобретению надевают на контакты на одном торцевом колпачке и далее люминесцентную лампу вместе с контактным устройством по изобретению снова вставляют между патронами.This solution gives a great advantage in that the installation of the connection device according to the invention using the contact device according to the invention is as simple as replacing a fluorescent lamp. To do this, the existing fluorescent lamp is removed from the cartridges, then the contact device according to the invention is put on the contacts on one end cap, and then the fluorescent lamp together with the contact device according to the invention is again inserted between the cartridges.

В зависимости от конструктивного исполнения электрического аппарата, в котором находятся люминесцентные лампы, четырехполюсник аппарата подключения по изобретению может быть расположен на расстоянии от контактного устройства по изобретению и гибко соединен с ним электрическим кабелем. Поскольку аппарат подключения выполнен на основе четырехполюсника, предпочтительно используется четырехжильный кабель. Как аппарат подключения по изобретению, так и контактное устройство по изобретению могут быть расположены в отдельном корпусе, который дополнительно снабжен электрическими контактами для подсоединения кабеля.Depending on the design of the electric apparatus in which the fluorescent lamps are located, the four-terminal device of the connection device according to the invention can be located at a distance from the contact device according to the invention and flexibly connected to it by an electric cable. Since the connection apparatus is based on a four-terminal, a four-wire cable is preferably used. Both the connection device according to the invention and the contact device according to the invention can be located in a separate housing, which is further provided with electrical contacts for connecting the cable.

Однако в особенно предпочтительном примере выполнения четырехполюсник аппарата подключения по изобретению и контактное устройство по изобретению расположены в общем корпусе. Для этого в идеальном случае корпус контактного устройства по изобретению выполнен с приставкой или дополнительной частью, которая проходит параллельно продольной оси люминесцентной лампы и в которой размещен четырехполюсник аппарата подключения по изобретению. При этом достигается особенно компактная компоновка, которая позволяет простым образом оснащать аппаратом подключения с контактным устройством любой электрический аппарат независимо от имеющегося свободного пространства.However, in a particularly preferred embodiment, the four-terminal device of the connection device according to the invention and the contact device according to the invention are located in a common housing. For this, ideally, the housing of the contact device according to the invention is made with a prefix or an additional part that runs parallel to the longitudinal axis of the fluorescent lamp and in which the four-terminal device of the connection device according to the invention is placed. This achieves a particularly compact layout, which allows a simple way to equip any electrical apparatus, regardless of available space, with a connection device with a contact device.

В качестве существенного преимущества изобретения следует указать его экономичность, так как оно дает возможность дальнейшего использования имеющихся стандартных люминесцентных ламп при сохранении стандартного расстояния между их патронами.As a significant advantage of the invention, it should be noted that it is economical, since it enables the further use of existing standard fluorescent lamps while maintaining the standard distance between their lampholders.

Благодаря преимуществам в отношении энергосбережения и простоты монтажа аппарат подключения и контактное устройство по изобретению особенно удобны для использования в электрических аппаратах, содержащих одну или несколько люминесцентных ламп, таких как люминесцентные светильники, люминесцентные установки для солярия и т.п.Due to the advantages in terms of energy saving and ease of installation, the connection device and contact device according to the invention are particularly suitable for use in electrical devices containing one or more fluorescent lamps, such as fluorescent lamps, fluorescent installations for a solarium, etc.

Перечень чертежейList of drawings

Примеры выполнения настоящего изобретения, его дополнительные особенности и преимущества будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:Examples of the present invention, its additional features and advantages will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг.1 иллюстрирует первый пример выполнения электрической схемы с аппаратом подключения в соответствии с изобретением,figure 1 illustrates a first example of a wiring diagram with a connection apparatus in accordance with the invention,

фиг.2 иллюстрирует второй пример выполнения электрической схемы с аппаратом подключения в соответствии с изобретением,FIG. 2 illustrates a second embodiment of an electrical circuit with a connection apparatus in accordance with the invention,

фиг.3 иллюстрирует третий пример выполнения электрической схемы с аппаратом подключения в соответствии с изобретением,FIG. 3 illustrates a third embodiment of an electrical circuit with a connection apparatus in accordance with the invention,

фиг.4 схематично иллюстрирует первый пример выполнения контактного устройства по изобретению для подсоединения аппарата подключения по изобретению,4 schematically illustrates a first embodiment of a contact device according to the invention for connecting a connection device according to the invention,

фиг.5 схематично иллюстрирует второй пример выполнения контактного устройства по изобретению для подсоединения аппарата подключения по изобретению.5 schematically illustrates a second embodiment of a contact device according to the invention for connecting a connection device according to the invention.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention

На фиг.1-3 схематично представлена люминесцентная лампа 1 обычной конструкции с двумя штыревыми контактами 2а, 2b или 3а, 3b на каждом из торцевых колпачков 1а, 1b. С помощью штыревых контактов 2а, 2b и 3а, 3b люминесцентная лампа установлена между двумя патронами 8, 9, которые содержат контактные гнезда, соответственно 8а, 8b или 9а, 9b, для электрического замыкания со штыревыми контактами 2а, 2b или 3а, 3b люминесцентной лампы 1. Известным образом для этого выбирают поворотные патроны, между которыми люминесцентную лампу вставляют вертикально, а затем поворотом лампы на 90° производят механическую фиксацию лампы с одновременным замыканием электрических контактов. Подключение люминесцентной лампы 1 к источнику 6 переменного тока осуществляют известным образом с использованием балласта, который содержит индуктор 4а и будет далее именоваться дросселем 4, и стартера 5.1-3, a fluorescent lamp 1 of a conventional design with two pin contacts 2a, 2b or 3a, 3b on each of the end caps 1a, 1b is shown schematically. Using the pin contacts 2a, 2b and 3a, 3b, a fluorescent lamp is installed between two lampholders 8, 9, which contain contact sockets, respectively 8a, 8b or 9a, 9b, for electrical short circuiting with the pin contacts 2a, 2b or 3a, 3b of the fluorescent lamp 1. In a known manner, rotary cartridges are selected for this, between which the fluorescent lamp is inserted vertically, and then the lamp is mechanically fixed by turning the lamp 90 ° while simultaneously closing the electrical contacts. The connection of the fluorescent lamp 1 to the AC source 6 is carried out in a known manner using a ballast, which contains an inductor 4a and will hereinafter be referred to as inductor 4, and starter 5.

Как показано на фиг.1, контактное гнездо 8а патрона 8 непосредственно соединено с полюсом 6а источника 6 переменного тока с помощью первого провода 11, который, как и другие провода электрической схемы, в дальнейшем будет назван линией. Контактное гнездо 9а патрона 9 соединено с полюсом 6b источника 6 переменного тока с помощью второй линии 12, в которую включен дроссель 4. Контактное гнездо 8b патрона 8 и контактное гнездо 9b патрона 9 соединены между собой третьей линией 13, в которую включен стартер 5.As shown in figure 1, the contact socket 8a of the cartridge 8 is directly connected to the pole 6a of the AC source 6 using the first wire 11, which, like other wires of the electrical circuit, will hereinafter be called a line. The contact socket 9a of the cartridge 9 is connected to the pole 6b of the AC source 6 using a second line 12 into which the inductor 4 is connected. The contact socket 8b of the cartridge 8 and the contact socket 9b of the cartridge 9 are interconnected by a third line 13 into which the starter 5 is connected.

Поскольку система работает от источника переменного тока, то не имеет значения, если будет изменен порядок расположения пар штыревых контактов 2а, 2b или 3а, 3b люминесцентной лампы 1 или контактных гнезд 8а, 8b или 9а, 9b патронов 8, 9 или полюсов 6а, 6b источника 6 переменного тока. По этой же причине дроссель 4 может быть включен не во вторую линию 12, как в примере выполнения по фиг.1, а в первую линию 11, как в примере по фиг.2.Since the system is powered by an alternating current source, it does not matter if the arrangement of the pairs of pin contacts 2a, 2b or 3a, 3b of the fluorescent lamp 1 or the contact sockets 8a, 8b or 9a, 9b of the cartridges 8, 9 or the poles 6a, 6b is changed source 6 AC. For the same reason, the inductor 4 may not be included in the second line 12, as in the exemplary embodiment of FIG. 1, but in the first line 11, as in the example of FIG. 2.

Аппарат подключения в соответствии с изобретением выполнен на основе четырехполюсника 7, который в примерах выполнения по фиг.1 и 2 включен между второй и третьей линиями 12 и 13. При этом входные клеммы 7а, 7b четырехполюсника 7 вместе с контактными гнездами 8а, 8b патрона 8 или с накаливаемым катодом 1с люминесцентной лампы 1, дросселем 4 и стартером 5 образуют цепь последовательного соединения, включенную параллельно источнику 6 переменного тока. Выходные клеммы 7с, 7d четырехполюсника 7 соединены с контактными гнездами 9а, 9b другого патрона 9 или с другим накаливаемым катодом 1d люминесцентной лампы 1.The connection device in accordance with the invention is made on the basis of a four-terminal 7, which in the examples of FIGS. 1 and 2 is connected between the second and third lines 12 and 13. In this case, the input terminals 7a, 7b of the four-terminal 7 together with the contact sockets 8a, 8b of the cartridge 8 or with an incandescent cathode 1c of a fluorescent lamp 1, a choke 4 and a starter 5 form a series connection circuit connected in parallel with the alternating current source 6. The output terminals 7c, 7d of the four-terminal 7 are connected to the contact sockets 9a, 9b of another cartridge 9 or to another incandescent cathode 1d of the fluorescent lamp 1.

В связи с использованием питания переменным током здесь также пары входных клемм 7а, 7b и выходных клемм 7с, 7d четырехполюсника 7 могут меняться местами. Кроме того, включенная параллельно источнику 6 переменного тока цепь последовательного соединения может содержать входные клеммы 7а, 7b, накаливаемый катод 1с, дроссель 4 и стартер 5 в любой последовательности, например в последовательности, представленной на фиг.2.In connection with the use of AC power, here also the pairs of input terminals 7a, 7b and output terminals 7c, 7d of the four-terminal 7 can be interchanged. In addition, the series-connected circuit connected in parallel to the AC source 6 may include input terminals 7a, 7b, a heated cathode 1c, inductor 4 and starter 5 in any sequence, for example, in the sequence shown in FIG. 2.

Далее, четырехполюсник 7 может быть включен между первой и третьей линиями 11, 13, как показано на фиг.3. В этом случае входные клеммы 7а, 7b четырехполюсника 7 вместе с контактными гнездами 9а, 9b патрона 9 или с накаливаемым катодом 1d люминесцентной лампы 1, дросселем 4 и стартером 5 образуют цепь последовательного соединения, включенную параллельно источнику 6 переменного тока. Выходные клеммы 7с, 7d четырехполюсника 7 соединены с контактными гнездами 8а, 8b патрона 8 или с другим накаливаемым катодом 1с люминесцентной лампы 1.Further, the four-terminal 7 can be included between the first and third lines 11, 13, as shown in Fig.3. In this case, the input terminals 7a, 7b of the four-terminal 7 together with the contact sockets 9a, 9b of the cartridge 9 or with the incandescent cathode 1d of the fluorescent lamp 1, the inductor 4 and the starter 5 form a series connection connected in parallel with the AC source 6. The output terminals 7c, 7d of the four-terminal 7 are connected to the contact sockets 8a, 8b of the cartridge 8 or to another incandescent cathode 1c of the fluorescent lamp 1.

На фиг.1 и 3 стартер 5 включен последовательно входным клеммам 7а, 7b и выполняет функцию электрического предохранителя 5а, т.е. служит для дополнительной защиты аппарата подключения по изобретению. Для случаев, когда такая дополнительная защита нежелательна или не необходима, стартер 5 должен быть шунтирован или перекрыт прямым соединением. В случае шунтирования стартера 5 линией 5b в примере выполнения по фиг.2 он может быть также включен таким образом, что выходные клеммы 7с, 7d четырехполюсника 7 и стартер 5 образуют последовательную цепь, электрически связанную с накаливаемым катодом 1d люминесцентной лампы 1.1 and 3, the starter 5 is connected in series with the input terminals 7a, 7b and performs the function of an electric fuse 5a, i.e. serves for additional protection of the connection device according to the invention. For cases when such additional protection is undesirable or not necessary, the starter 5 must be bypassed or blocked by a direct connection. In the case of shunting the starter 5 with line 5b in the embodiment of FIG. 2, it can also be turned on so that the output terminals 7c, 7d of the four-terminal 7 and starter 5 form a series circuit electrically connected to the incandescent cathode 1d of the fluorescent lamp 1.

В примерах выполнения электрической схемы по фиг.1-3 четырехполюсник 7 имеет одну и ту же внутреннюю схему. На входную сторону четырехполюсника 7 подается переменный ток от источника 6, так что его выходная сторона питает один из накаливаемых катодов 1d или 1с люминесцентной лампы 1 высокочастотным током I_hf. При этом электрическая система действует следующим образом.In the examples of the electrical circuit of FIGS. 1-3, the four-terminal 7 has the same internal circuit. An alternating current is supplied from the source 6 to the input side of the four-terminal 7, so that its output side supplies one of the incandescent cathodes 1d or 1c of the fluorescent lamp 1 with a high-frequency current I _hf . In this case, the electrical system operates as follows.

a) Накаливаемый катод 1с или 1d люминесцентной лампы 1 включен последовательно входным клеммам 7а, 7b четырехполюсника 7, так что через этот накаливаемый катод всегда проходит входной ток четырехполюсника 1 и производит его предварительный нагрев.a) The incandescent cathode 1c or 1d of the fluorescent lamp 1 is connected in series with the input terminals 7a, 7b of the four-terminal 7, so that the input current of the four-terminal 1 always passes through this incandescent cathode and preheats it.

b) Накаливаемый катод, соответственно 1с или 1d, включенный последовательно входным клеммам 7а, 7b четырехполюсника 7, кроме того, возвращает высокочастотный ток i_hf, который проходит через другой накаливаемый катод, соответственно 1d или 1с, на входную сторону четырехполюсника 7 и тем самым служит в качестве “виртуальной земли”. Для высокочастотного тока в принципе неважно, проходит он к земле непосредственно или через входную сторону четырехполюсника 7. За счет того, что высокочастотный ток i_hf в данном случае проходит к земле через входную сторону четырехполюсника 7, создается выгодный “более короткий” путь, так что высокочастотное излучение имеет место на самом низком возможном уровне.b) The incandescent cathode, respectively 1c or 1d, connected in series with the input terminals 7a, 7b of the four-terminal 7, in addition, returns a high-frequency current i _hf that passes through the other incandescent cathode, respectively 1d or 1c, to the input side of the four-terminal 7 and thereby serves as a “virtual land." For a high-frequency current, it doesn’t matter in principle whether it passes directly to the ground or through the input side of the four-terminal 7. Due to the fact that the high-frequency current i _hf in this case passes to the ground through the input side of the four-terminal 7, an advantageous “shorter” path is created, so that high-frequency radiation occurs at the lowest possible level.

c) За счет того, что дроссель 4 также всегда включен последовательно входным клеммам 7а, 7b четырехполюсника 7, его катушка 4а возбуждения действует в качестве предварительного фильтра, который, с одной стороны, оптимизирует коэффициент мощности и коэффициент амплитуды, и с другой стороны, подавляет электромагнитные и высокочастотные возмущения.c) Due to the fact that the inductor 4 is also always connected in series to the input terminals 7a, 7b of the four-terminal 7, its excitation coil 4a acts as a pre-filter, which, on the one hand, optimizes the power factor and amplitude coefficient, and on the other hand, suppresses electromagnetic and high-frequency disturbances.

d) Входной ток четырехполюсника 7 достигает только около 30% величины потребления тока в системе обычной люминесцентной лампы, то есть лампы без устройства по изобретению. За счет этого в дросселе 4 не происходит почти никаких потерь мощности, и дроссель остается холодным при эксплуатации.d) The input current of the four-terminal 7 reaches only about 30% of the current consumption in the system of a conventional fluorescent lamp, that is, a lamp without a device according to the invention. Due to this, almost no power loss occurs in the inductor 4, and the inductor remains cold during operation.

e) Параллельно входным клеммам 7а, 7b четырехполюсника 7 включен конденсатор 83. Конденсатор 83 вместе с включенным перед ним дросселем 4 служит для компенсации и обеспечивает повышение коэффициента мощности.e) A capacitor 83 is connected in parallel with the input terminals 7a, 7b of the four-terminal 7. The capacitor 83 together with the inductor 4 connected in front of it serves to compensate and provides an increase in the power factor.

f) За входными клеммами 7а, 7b четырехполюсника 7 включен выпрямитель 70, сформированный обычным образом четырьмя диодами, соединенными в мостовую схему. Поскольку высокочастотный ток накладывается на входной ток, как это объяснялось в разделе b), для формирования выпрямителя 70 предпочтительно использование так называемых диодов с быстрым восстановлением (ДБВ).f) A rectifier 70 is connected behind the input terminals 7a, 7b of the four-terminal 7, which is formed in the usual way by four diodes connected to a bridge circuit. Since a high-frequency current is superimposed on the input current, as explained in section b), it is preferable to use the so-called fast recovery diodes (DBTs) to form a rectifier 70.

g) Между входными клеммами 7а, 7b четырехполюсника 7 и плюсовым и минусовым выходами выпрямителя 70 предпочтительно включены конденсаторы 81, 82. Другими словами, выпрямитель 70 квазишунтирован конденсаторами 81, 82. Это необходимо в тех случаях, когда для формирования выпрямителя 70 используются не ДБВ, упомянутые в разделе f), а простые и более дешевые диоды. Конденсаторы 81, 82 образуют высокочастотную шунтирующую перемычку, по которой может отводиться накладывающийся на входной ток высокочастотный ток i_hf, как это объяснялось в разделе b).g) Between the input terminals 7a, 7b of the four-terminal 7 and the positive and negative outputs of the rectifier 70, capacitors 81, 82 are preferably connected. In other words, the rectifier 70 is quasi-shunted by the capacitors 81, 82. This is necessary in cases where non-DBV are used to form the rectifier 70, mentioned in section f), and simple and cheaper diodes. Capacitors 81, 82 form a high-frequency shunt jumper, through which a high-frequency current i _hf superimposed on the input current can be _discharged , as explained in section b).

h) Параллельно плюсовому и минусовому выходам выпрямителя 70 включены два сглаживающих конденсатора 71, 72, включенные последовательно друг другу. При этом точка соединения сглаживающих конденсаторов 71, 72 может быть включена электрическим мостиком в виде линии 73 к одной из входных клемм 7а, 7b четырехполюсника 7 с тем, чтобы настраивать общую емкость сглаживающих конденсаторов 71, 72 на различные напряжения источника 6 переменного тока, например на 110 или 220 В.h) Parallel to the positive and negative outputs of the rectifier 70, two smoothing capacitors 71, 72 are connected in series with each other. In this case, the connection point of the smoothing capacitors 71, 72 can be connected by an electric bridge in the form of a line 73 to one of the input terminals 7a, 7b of the four-terminal 7 in order to adjust the total capacity of the smoothing capacitors 71, 72 to different voltages of the AC source 6, for example, 110 or 220 V.

i) Между импульсным выходом выпрямителя 70 и одной из выходных клемм 7с, 7d четырехполюсника 7 включен согласующий конденсатор 77, так что во время стартовой фазы люминесцентной лампы 1 предварительно нагревается тот накаливаемый катод 1d или 1с, на который подается высокочастотный ток i_hf.i) A matching capacitor 77 is connected between the pulse output of the rectifier 70 and one of the output terminals 7c, 7d of the 4-pole 7, so that during the start phase of the fluorescent lamp 1, the incandescent cathode 1d or 1c to which the high-frequency current i _hf is applied is _preheated .

к) Два транзистора 75, 76, управляемых по цепи 74 управления, и индуктор 79 образуют высокочастотный каскад для генерирования высокочастотного тока i_hf. Высокочастотный каскад включен между плюсовым и минусовым выходами выпрямителя 70 и выходными клеммами 7с, 7d четырехполюсника 7. Цепь 74 управления может быть выполнена в виде, например, трансформатора с кольцевым сердечником. Однако для снижения потерь мощности и связанного с ними выделения тепла оптимально использовать имеющийся в продаже формирователь на интегральной схеме и МОП-транзисторы 75, 76.j) Two transistors 75, 76, controlled by a control circuit 74, and an inductor 79 form a high-frequency cascade to generate a high-frequency current i _hf . A high-frequency cascade is connected between the positive and negative outputs of the rectifier 70 and the output terminals 7c, 7d of the four-terminal 7. The control circuit 74 can be made in the form, for example, of a ring core transformer. However, to reduce power losses and the associated heat release, it is optimal to use a commercially available integrated circuit driver and MOS transistors 75, 76.

l) К выходу высокочастотного каскада или к индуктору 79 последовательно включен разделительный конденсатор 78. Разделительный конденсатор 78 препятствует тому, чтобы низкочастотный ток от источника 6 переменного тока проходил через люминесцентную лампу 1, что подвергло бы высокочастотный каскад воздействию высокого напряжения источника 6 переменного тока и вызвало бы ее повреждение.l) An isolation capacitor 78 is connected in series to the output of the high-frequency cascade or inductor 79. The isolation capacitor 78 prevents the low-frequency current from the AC source 6 from passing through the fluorescent lamp 1, which would expose the high-frequency cascade to the high voltage of the AC source 6 and cause would her damage.

Фиг.4 схематично изображает в разрезе контактное устройство по изобретению для подсоединения аппарата подключения по изобретению к люминесцентной лампе 1. Конструктивные компоненты 28 аппарата подключения по изобретению известным образом смонтированы на печатной плате 26 в виде электрической или электронной схемы и заключены в защитный корпус 27.Figure 4 schematically shows in section a contact device according to the invention for connecting a connection device according to the invention to a fluorescent lamp 1. The structural components 28 of the connection device according to the invention are mounted in a known manner on a printed circuit board 26 in the form of an electrical or electronic circuit and enclosed in a protective housing 27.

Контактное устройство по изобретению оснащено двумя штырьковыми выводами 20а, 20b, которые в данном примере выполнения электрически и механически установлены в правом патроне 9. Штырьковые выводы 20а, 20b выполнены полыми. Внутри выводов 20а, 20b коаксиально установлены контактные гнезда 21а, 21b, в которые входят для электрического и механического соединения штыревые контакты 3а, 3b правого торцевого колпачка 1b люминесцентной лампы 1. Штырьковые выводы 20а, 20b и контактные гнезда 21а, 21b изолированы друг от друга слоем 25а, 25b из изолирующего материала. Штырьковые выводы 20а, 20b и контактные гнезда 21а, 21b прикреплены или припаяны к печатной плате 24. Печатная плата 24 содержит в данном примере четыре не изображенные на чертеже электропроводящие дорожки, которые идут от четырехжильного кабеля 23 к паяным соединениям. Другой конец кабеля 23 соединен паяными соединениями с печатной платой 26 аппарата подключения по изобретению, выполненного на основе четырехполюсника 7. При этом схема соединения такова, что штырьковые выводы 20а, 20b подключены к входным клеммам 7а, 7b четырехполюсника 7, а контактные гнезда 21а, 21b подключены к выходным клеммам 7с, 7d четырехполюсника 7. За счет такого соединения, эквивалентного схемам по фиг.1 и 2, входные клеммы 7а, 7b четырехполюсника 7 соединены последовательно с контактными гнездами 8а, 8b левого патрона 8, а выходные клеммы 7с, 7d четырехполюсника 7 подсоединены к штыревым контактам 3а, 3b или накаливаемому катоду 1с на правом торцевом колпачке 1b люминесцентной лампы 1.The contact device according to the invention is equipped with two pin terminals 20a, 20b, which in this embodiment are electrically and mechanically mounted in the right chuck 9. The pin terminals 20a, 20b are hollow. Inside the terminals 20a, 20b, coaxially mounted contact slots 21a, 21b are inserted into which, for electrical and mechanical connection, the pin contacts 3a, 3b of the right end cap 1b of the fluorescent lamp 1. The pin terminals 20a, 20b and the contact slots 21a, 21b are insulated from each other by a layer 25a, 25b of insulating material. The pin terminals 20a, 20b and the contact slots 21a, 21b are attached or soldered to the printed circuit board 24. The printed circuit board 24 contains in this example four electrically conductive tracks not shown, which extend from the four-wire cable 23 to the solder joints. The other end of the cable 23 is connected by solder connections to the printed circuit board 26 of the connection device according to the invention, made on the basis of a four-terminal 7. In this case, the connection diagram is such that the pin terminals 20a, 20b are connected to the input terminals 7a, 7b of the four-terminal 7, and the contact sockets 21a, 21b connected to the output terminals 7c, 7d of the four-terminal 7. Due to this connection, equivalent to the circuits of Figs. 1 and 2, the input terminals 7a, 7b of the four-terminal 7 are connected in series with the contact sockets 8a, 8b of the left cartridge 8, and the output terminals 7c, 7d are even The three-terminal 7 are connected to the pin contacts 3a, 3b or the incandescent cathode 1c on the right end cap 1b of the fluorescent lamp 1.

Корпус 22 служит для размещения и защиты контактного устройства по изобретению. За счет того, что штырьковые выводы 20а, 20b и контактные гнезда 21а, 21b расположены коаксиально друг другу, контактное устройство по изобретению занимает так мало места по толщине, что корпус 22 помещается в имеющемся зазоре, предусмотренном между люминесцентной лампой 1 и патроном 9. Разумеется, один или оба корпуса 22, 27 могут быть оснащены разъемными соединениями для кабеля 23, так что он может быть отсоединен, например, с помощью штепсельного контакта или заменен при необходимости кабелем другой длины.The housing 22 serves to accommodate and protect the contact device according to the invention. Due to the fact that the pin terminals 20a, 20b and the contact sockets 21a, 21b are coaxial to each other, the contact device according to the invention takes up so little space in thickness that the housing 22 is placed in the existing gap provided between the fluorescent lamp 1 and the cartridge 9. Of course , one or both of the housings 22, 27 can be equipped with detachable connections for the cable 23, so that it can be disconnected, for example, by means of a plug contact or replaced if necessary with a cable of a different length.

В примере выполнения по фиг.5 четырехполюсник 7 и другие компоненты аппарата подключения по изобретению, включая контактное устройство по изобретению, расположены в одном общем корпусе 22. Для размещения печатной платы 26 аппарата подключения корпус 22 выполнен с приставкой или дополнительной частью, которая проходит параллельно продольной оси L люминесцентной лампы 1. При этом достигается особенно компактная компоновка всего устройства, которое позволяет простым образом монтировать аппарат подключения на любом электрическом аппарате независимо от имеющегося свободного пространства. Разумеется, возможны различные варианты объединения печатных плат 24, 26 в общую плату.In the example embodiment of FIG. 5, the four-terminal network 7 and other components of the connection apparatus according to the invention, including the contact device according to the invention, are located in one common housing 22. To accommodate the printed circuit board 26 of the connection apparatus, the housing 22 is made with a prefix or an additional part that runs parallel to axis L of the fluorescent lamp 1. This achieves a particularly compact layout of the entire device, which allows a simple installation of the connection device on any electrical device without The dependence on the available free space. Of course, various options for combining printed circuit boards 24, 26 into a common board are possible.

В заключение следует отметить, что хотя выше были описаны примеры выполнения применительно к люминесцентной лампе прямолинейной формы, изобретение может использоваться также и для люминесцентных ламп других форм, например дугообразных, как это ясно для специалиста в данной области.In conclusion, it should be noted that although exemplary embodiments have been described with respect to a rectilinear fluorescent lamp, the invention can also be used for other forms of fluorescent lamps, for example arc-shaped, as is clear to a person skilled in this field.

Claims

1. A connection device for energy-saving operation of a fluorescent lamp (1), which has two pin contacts (2a, 2b; 3a, 3b) on each of the two end caps (1a, 1b), which are inserted electrically and mechanically into the contact slots (8a, 8b; 9a, 9b) in the cartridges (8, 9), and connected to the AC source (6) with the inclusion of a choke (4) and a starter (5), characterized in that the connection device is based on a four-terminal (7) , which converts the current supplied to its input terminals (7a, 7b) from the AC source (6) to high-frequency current taken from its output terminals (7c, 7d), while its input terminals (7a, 7b) together with two contacts (2a, 2b or 3a, 3b) on one end cap (1a, 1b) and a throttle (4 ) form a serial electric circuit connected in parallel with the AC source (6), and its output terminals (7c, 7d) are electrically connected to two contacts (3a, 3b or 2a, 2b) on the other end cap (1b, 1a).

2. The connection device according to claim 1, characterized in that the input terminals (7a, 7b) together with two contacts (2a, 2b; 3a, 3b) on one end cap (1a, 1b), a throttle (4) and a starter ( 5) form a serial electrical circuit connected in parallel with the AC source (6), and the starter (5) is shunted.

3. The connection device according to claim 1, characterized in that the input terminals (7a, 7b) together with two contacts (2a, 2b; 3a, 3b) on one end cap (1a, 1b), a throttle (4) and a starter ( 5) form a serial electric circuit connected in parallel with the AC source (6), and the starter (5) performs the function of an electric fuse (5A).

4. The connecting device according to claim 1, characterized in that the output terminals (7c, 7d) and the starter (5) form a series electrical circuit electrically connected to two contacts (3a, 3b; 2a, 2b) on the other end cap (1b , 1a), and the starter (5) is shunted.

5. The connection device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a rectifier (70) is connected behind the input terminals (7a, 7b), at least two series-connected in parallel with its plus and minus outputs (+; -) smoothing capacitors (71, 72).

6. The connection device according to claim 5, characterized in that one capacitor (81, 82) is connected between the input terminals (7a, 7b) of the four-terminal network (7) and the plus and minus output (+; -) of the rectifier (70).

7. The connection device according to claim 5 or 6, characterized in that a matching capacitor (77) is connected between the positive output (+) of the rectifier (70) and one of the output terminals (7c, 7d).

8. The connection device according to any one of paragraphs.5-7, characterized in that between the plus and minus output (+; -) of the rectifier (70) and the output terminals (7c, 7d), a high-frequency cascade consisting of at least one circuit is connected control (74) of at least two transistors (75, 76) and at least one excitation coil (79).

9. The connecting device according to claim 8, characterized in that a dividing capacitor (78) is connected in series with the excitation coil (79).

10. The connection device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is integrated in a fluorescent lamp (1) or in one of the end caps (1a, 1b).

11. The connection device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is built into one of the cartridges (8, 9).

12. The connecting device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is connected to the fluorescent lamp (1) using a contact device, while the contact device is equipped with two terminals (20a, 20b), which can enter one of the cartridges ( 8, 9), inside the terminals (20a, 20b) coaxial contact sockets are provided for them (21a, 21b), which can include contacts (2a, 2b; 3a, 3b) on one of the end caps (1a, 1b) of the fluorescent lamp ( 1), terminals (20a, 20b) and contact sockets (21a, 21b) are electrically isolated from each other and terminals (20a, 20b) are electrically connected to odnymi terminals (7a, 7b) of quadripole (7) and contact sockets (21a, 21b) are electrically connected to the output terminals (7c, 7d) quadripole (7).

13. The connecting device according to claim 12, characterized in that the electrical connection between the specified contact device and the four-terminal (7) is carried out using an electric, preferably four-core, cable (23).

14. A contact device for attaching a connection device according to any one of claims 1 to 9 to a fluorescent lamp, equipped with two leads (20a, 20b), which are configured to enter one of the cartridges (8, 9) and electrically connected to the input terminals ( 7a, 7b) of the four-terminal network (7), and inside the terminals (20a, 20b) there are provided coaxial contact sockets (21a, 21b), which can include contacts (2a, 2b; 3a, 3b) on one of the end caps (1a, 1b) of a fluorescent lamp (1) and which may be electrically connected to the output terminals (7c, 7d) of the four a repole (7), while the terminals (20a, 20b) and the contact sockets (21a, 21b) are electrically isolated from each other, and the contact device is placed in the housing (22), which is located between one end cap (1a, 1b) of the fluorescent lamp (1) and one cartridge (8, 9).

15. The contact device according to 14, characterized in that the electrical connection between the specified contact device and the four-terminal network (7) is carried out using an electric, preferably four-wire cable (23).

16. The contact device according to 14, characterized in that it is arranged to accommodate a four-terminal device (7) inside the housing (22) of this device.

17. The contact device according to clause 16, characterized in that its housing (22) is equipped with an additional part, which runs parallel to the longitudinal axis of the fluorescent lamp and accommodates a four-terminal device (7).

Priority on points:

10/01/1998 according to claims 1-13;

11/18/1998 according to claims 14-17.