CN87107403A - 开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明与用于点燃高压放电管的开关装置有关。这种开关装置备有当放电管已经点火以后，用来抑制点火脉冲产生的设备。根据本发明，这种开关装置包括一个推挽电路，该推挽电路由电源电压以及由放电管两端的电压来供电，把该推挽电路的输出端连接到用来抑制点火脉冲产生的设备上。这样，用简单的方法使放电管电压能影响对于点火脉冲产生的封锁和激活。

Description

本发明与适用于产生至少能点燃一个高压放电管的点火脉冲的开关装置有关，这种装置至少备有三个连接端，其中第一连接端准备连接到放电管的第一端子上，第二连接端和第三连接端适于分别连接到与放电管第二端子串联的一个阻抗的一端上;这种装置还备有在放电管已经点火的情况下用来抑制产生点火脉冲的设备。

周知的典型型号为Philips（菲利普）SN    61的这种开关装置，在实际中经常使用，例如，把它与高压钠放电管组合起来使用。这种已知的原有装置备有包括逻辑电路的电子电路，利用这种逻辑电路，当其输入电压一降低到低于一个调定的电压电平时（放电管一点火，逻辑电路的输入电压就低于调定的电压电平了），就封锁点火脉冲的产生。为了防止当放电管发生故障时不断产生点火脉冲，这种周知的开关装置还备有计数器电路，在预先调定的时间间隔以后，这种计数器电路就封锁点火脉冲的产生。当开关装置所用的电源电压中断了某一时间以前，不能激活点火脉冲的产生。

包括逻辑电路的电子电路与计数器电路一道构成在放电管已经点火的情况下用来抑制产生点火脉冲的设备的组成部分。这种周知开关装置的一个特点是，即使放电管熄灭，但是电源电压没有中断，也保持把点火脉冲的产生封锁住。这意味着，当放电管在使用过程中发生故障时，开关装置不会动作，这是周知开关装置的有利之点。

但是，在高压放电管的使用过程中，当所加的电源电压值在短时间内降低而并未中断时，一般它也熄灭。电源电压降低10%，可能已导致放电管熄灭。利用周知的开关装置，在这种情况下放电管不能重新点火。

本发明的目的是提供一种手段，以有效而简单的方法来实现开关装置，如果由于电源电压瞬时降低而使放电管熄灭了，这种装置适合于被在此情况下激活，同时保持着周知开关装置的上述有利之点。为此目的，本文第一段提到的那种开关装置的特征在于，把推挽电路连接到第一、第二和第三连接端之间，把推挽电路的输出端连接到抑制产生点火脉冲的设备上。根据本发明开关装置的优点是，推挽电路使电源电压与所连接放电管两端间的电压相比较，从而使放电管两端间的电压能够影响点火脉冲的产生。

众所周知，在高压放电管（特别是高压钠放电管）的使用寿命期间内，放电管两端之间的电压在提高，其结果是使放电管更易于随着电源电压的变动而熄灭。利用推挽电路，放电管两端之间的电压对开关装置的激活和封锁要发生影响，从而使得具有额定放电管电压的放电管与具有被提高放电管电压的放电管有所区别。

在根据本发明适用于以交流电压供电的开关装置优选实施例中，推挽电路包括处在第一连接端与第三连接端之间的分压电路，该分压电路由第一电阻、第一二极管和一个电容器所构成;同时，通过第二电阻与第二二极管的串联组合把第二连接端一方面连接到那个电容器上，另一方面连接到第一二极管和第一电阻的串联电路上，并且是把第一二极管的阳极连接到第二二极管的阴极上。利用这种结构，以简单的方法实现了：在放电管两端间电压的每个周期内，该电容器有半周发生与放电管两端间电压有关的电荷变动;在交流电源电压的每个周期内，该电容器有半周发生与电源电压有关的电荷变动。在电荷变动期间，放电管两端间电压的极性与电源电压的极性彼此相反。因此，在一个周期内电容器上的平均电荷和电容器两端间的电压正比于放电管两端间的电压，并且至少是部分地补偿了电源电压变动的影响。

更可取的是，根据本发明的开关装置适用于以交流电压供电，与放电管串联的阻抗构成放电管稳定镇流器的一部分。因为高压放电管一般都是在交流电压下使用的，所以，如果开关装置在交流电压下能工作，则是有利的。当放电管少不了使用稳定镇流器时，可以用简单的方法把开关装置与稳定镇流器组合起来构成一种简单的结构。从整个装置的成本来看，这是有利的。

下面将参考附图，更详细地说明根据本发明开关装置的一个实施例。

图中，A、B表示准备连接到放电管电路交流电源上的输入端，该放电管电路备有根据本发明的开关装置1。把A端通过稳定镇流器2连接到放电管3的第二端子3b上。把放电管3的第一端子3a连接到B端。

开关装置备有三个连接端11、12和13。把第一连接端11连接到放电管3的第一端子3a上。第三连接端13连接到稳定镇流器2的中心抽头，第二连接端12直接连接到放电管的第二端3b。

通过用来产生点火脉冲的电容器C₁和三端双向可控硅开关TR的串联组合，把第三连接端13和第一连接端11互连起来。通过包括二极管D₁、电阻R₁和电容器C₈（C₈与齐纳二极管D₂并联）的串联电路，把第三连接端13还连接到连接端11上。把电容器C₈两端间的电压用作晶体管T₁的直流电源，把T₁与电阻R₁₂串联后连接到三端双向可控硅开关TR的控制极TRS上。通过二极管D₁₁，把控制极TRS连接到电容器C₁和三端双向可控硅开关TR的连接点上。

通过推挽电路4，把连接端11、12、13互连起来;推挽电路4备有输出端44，并备有分别连接到连接端11、12、13上的输入端41、42、43。通过由第一电阻R₂、第一二极管D₅和电容器C₇所构成的分压电路，把输入端41和43互连起来。通过第二电阻R₃和第二二极管D₆的串联组合，把连接端42一方面连接到电容器C₇上，另一方面连接到第一二极管D₅和第一电阻R₂的串联电路上。把二极管D₅的阳极连接到二极管D₆的阴极上。把与电阻R₅并联的电容器C₇直接连接到输出端44上。把输入端41通过二极管D₇连接到电阻R₃上，并且，通过齐纳二极管D₃连接到电阻R₂上。在放电管两端间电压的半周期内，电容器C₇将通过连接端12、输入端42、电阻R₃和二极管D₆而充电;在交流电源的半周期内，C₇将通过二极管D₅、电阻R₂、输入端43和连接端13而部分地放电。因此，在输出端44上得到了一个电压，该电压按时间平均正比于放电管3两端间的电压、并且至少是部分地补偿了电源电压变动的影响。

通过电阻R₇，把输出端44连接到与非门G₁的第一输入端。电容器C₄把与非门G₁的第一输入端连接到连接端11上。R₇-C₄的组合保证把一个直流电压加到与非门G₁的第一输入端上，该直流电压正比于电容器C₇两端间的电压、从而取决于放电管两端间的电压。把与非门G₁的第二输入端连接到由电阻R₁和电容器C₈组成的分压电路所构成的直流电压源上（为简化起见，图中以“+”标出）。把与非门G₁的输出连接到集成的计数器电路IC₁的MR引脚上。

还把推挽电路4的输出端44连接到齐纳二极管D₄上;把D₄一方面连接到与非门G₄的第一输入端，另一方面通过电阻R₆和电容器C₉的并联组合连接到连接端11上。把与非门G₄的第二输入端通过电阻R₈连接到连接端11上，并通过电容器C₃连接到IC₁的R_TC引脚上。

把IC₁的RS引脚连接到与非门G₂的输出端上;通过分压电路C₆、R₄把G₂的第一输入端一方面连接到连接端11上，另一方面连接到连接端13上。把与非门G₂的第二输入端连接到与非门G₃的输出端上;把G₃的第一输入端连接到R₁与R₈的连接点上;把G₃的第二输入端一方面通过二极管D₉连接到IC₁的160S引脚上，另一方面通过二极管D₈和电阻R₁₀连接到IC₁的5S引脚上。

而且，通过电阻R₁₀，把5S引脚连接到二极管D₁₀和电容器C₂的连接点上。把电容器C₂连接到连接端11，把二极管D₁₀连接到与非门G₄的输出端上。

在刚刚接通电源电压以后，电容器C₄尚未充电，所以，在短时间内与非门G₁的输出为高电位，其结果是使IC₁的计数器通过MR引脚而置零。

放电管一熄灭，连接点11与12之间、11与13之间的电压实际上等于电源电压。因此，推挽电路4的电容器C₇充电到高电位，从而使电容器C₉和C₄也充电到高电位;其结果是把比较高的电压加到与非门G₄的第一输入端和与非门G₁的第一输入端上。所以，与非门G₁的输出端为低电位，使计数器电路IC₁被打开，IC₁的计数器开始计数。

在IC₁的R_TC引脚上，产生频率等于电源频率的窄矩形电压脉冲。通过在电路C₃、R₈中进行微分，在G₄的第二输入端得到尖脉冲。利用晶体管T₁，把通过G₄和电阻R₁₁的这种脉冲放大，将其送到三端双向可控硅开关TR的控制极TRS上。在每个脉冲出现时，TR将导通，以周知的方法通过A、2、C₁和B产生点火脉冲。

利用由与非门G₂出来的脉冲，在IC₁的R_TC引脚上形成矩形电压脉冲。G₂送来脉冲的频率是从电源电压通过R₄、R₆的串联电路得出的。在160S引脚上是计数器的输出，在0与160秒之间为低电位，从160秒开始为高电位。160S引脚上的高电位使与非门G₃的输出变成低电位，从而使与非门G₂被封锁，这样，点火脉冲的产生也就被封锁了。IC₁的5S引脚是计数器的输出端，它提供脉宽为5秒，重复频率为0.1赫的矩形电压脉冲。由于一方面通过电阻R₁₀和电容器C₂把5S引脚连接到输出端11上，另一方面通过二极管D₁₀把电容器C₂连接到与非门G₄的输出端上，所以保证了只要与非门G₄提供脉冲，电容器C₂就不通过5S引脚产生出的电压来充电。

放电管一点火，连接端11与12之间的电压就降低，其结果是电容器C₇两端间的电压降低，就象与非门G₄第一输入端上的电压降低那样。接着，与非门G₄的输出变成高电位，其结果是使晶体管T₁截止，抑制了点火脉冲的产生。与此同时，与非门G₁的输出端也是高电位，其结果是使IC₁的计数器置零。

如果由于电源电压的瞬时降低使放电管熄灭了，则连接端12上的电压实际上将等于连接端13上的电压。结果是C₇两端间的电压提高了，把G₄重新打开，就象G₁以及从而计数器电路IC₁也被打开那样。这又激活了点火脉冲的产生。

当放电管的电压比较高时，电容器C₇两端间的平均电压变得这样高，以致于虽然与非门G₁输出了低电位，但G₄的输入端保持为低电位，因为这时没有达到齐纳二极管D₄的门限。由于与非门G₁的输出为低电位，所以IC₁的5S引脚将具有5秒长的低电位。5秒以后，5S引脚变成高电位。因为与非门G₄的输出保持为高电位，所以电容器C₂将充电，通过与非门G₃、G₂，使计数器电路IC₁停止。因为与非门G₁的输入端保持为高电位，所以与非门G₁的输出端保持为低电位，计数器不置零。

如果现在放电管还处于熄灭，这将不改变与非门G₁的状态，使IC₁保持为被封锁。因此，点火脉冲产生的可能性保持为被封锁。

与非门G₁、G₂、G₃、G₄，就象集成电路IC₁那样，由电容器C₈两端间的电压来供电。为清楚起见，图中未示出。

在二极管D₈和二极管D₉都不导通的情况下，为了清楚地确定与非门G₃第二输入端的电压，通过一个电阻把与非门G₃的第二输入端连接到连接端11上是有利的。

在实用的实施例中，把开关装置连接到220伏、50赫电源上。把装置中最重要的元件说明如下：

G₁、G₂、G₃、G₄＝HEF 4093BF

IC₁＝HEF 4060BF

C₇470 nf

R₂1.5MΩ

R₃1MΩ

R₅1.5MΩ

T₁BC 557c

TR    BT    138/800

D₃BZX79C20

D₄BZX79 7.5v

BAW 62

利用上述开关装置，使大量高压钠放电管可用于220伏、50赫电源。所使用放电管的额定功率为150瓦～1000瓦。放电管电压的门限值为130伏;在门限电压下，当放电管由于电源电压的降低已经熄灭以后，点火脉冲的产生保持为被封锁状态。通过改变电阻R₂的阻值，可以把门限电压设定为不同的数值。

Claims (3)

1、一种开关装置，这种装置适用于产生点火脉冲，至少能点燃一个高压放电管；这种装置至少备有三个连接端，其中第一连接端准备连接到放电管的第一端子上，第二连接端和第三连接端适用于分别连接到与放电管第二端子串联的一个阻抗的各一端上；这种装置还备有当放电管已经点火了，用来抑制点火脉冲产生的设备；这种装置的特征在于，把推挽电路连接到第一、第二和第三连接端之间，把推挽电路的输出端连接到抑制点火脉冲产生的设备上。

2、根据权利要求1的一种开关装置，其特征在于：这种装置适用于以交流电压来供电;推挽电路包括在第一连接端与第三连接端之间的分压电路，该分压电路由包含第一电阻、第一二极管和一个电容器的串联电路所构成;通过第二电阻与第二二极管的串联组合而把第二连接端一方面连接到那个电容器上、另一方面连接到第一二极管和第一电阻的串联电路上，并且是把第一二极管的阳极连接到第二二极管的阴极上。

3、根据权利要求1或2的一种开关装置，其特征在于：这种装置适用于以交流电压来供电，与放电管串联的阻抗构成放电管稳定镇流器的一部分。

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