FI113736B

FI113736B - Kytkentäjärjestely purkauslampun käyttämiseksi

Info

Publication number: FI113736B
Application number: FI960659A
Authority: FI
Inventors: Arnulf Rupp; Gunther Loehmann; Alwin Veser
Original assignee: Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 2004-05-31
Also published as: EP0727921A3; FI960659A0; EP0727921B1; EP0727921A2; ATE200842T1; DE19505460A1; FI960659A; DE59606813D1

Description

113736

Kytkentäjärjestely purkauslampun käyttämiseksi

Keksintö kohdistuu kytkentäjärjestelyyn patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaisen purkauslampun käyttä-5 miseksi.

DE-patenttihakemuksissa nro P 3 623 749.3 ja nro P 3 611 611.4 on ehdotettu tällaisia kytkentäjärjestelyjä ilman katkaisulaitetta loistevalaisinten käyttämiseksi. Epäedullista näissä kytkennöissä on, että lampun virheel-10 lisen käyttötilan yhteydessä lamppua ei saateta pois toiminnasta. Aktiivisen yliaallonsuodattimen toimintatavan perusteella, jonka kautta jatkuvasti pumpataan takaisin energiaa suodatuskondensaattoriin, voi sen vuoksi johtaa lampun häiriön yhteydessä suodatuskondensaattorin tuhoutu-15 miseen.

Toisaalta on DE-hakemusjulkaisusta 2 941 822 tunnettu sellainen katkaisulaite, kuin on esitetty ensimmäisen patenttivaatimuksen johdanto-osassa. Tämä katkaisulaite käsittää liipaisupiirin, jossa on tarkalleen määritel-20 ty diakki, joka aukikytkee tyristorin noin yhden sekunnin hidastuksella. Yhteen sekuntiin saakka oleva hidastusaika on kuitenkin kytkentäjärjestelylle, jossa on pumppujärjes-. telmällä muodostettu yliaallonsuodatin, liian pitkä, koska paljon lyhyemmillä ajoilla voi tulla voimakas jännitteen 25 kohoaminen suodatuskondensaattorissa.

*’·’ Julkaisusta EP 0 276 460 on tunnettu kytkentäjär- » 1 « | M.‘ jestely alipainepurkauslampun korkeataajuista käyttöä V '· varten, jossa on katkaisulaite, joka kykenee läpikytkemään katkaisulaitteen tyristorin millisekuntien sisällä. Tali' 30 löin alipainepurkauslampun poisjäännin yhteydessä aktiivi- sen yliaallonsuodattimen kondensaattoreiden kautta suoda-, tuskondensaattorissa aiheutetaan jännitteen nousu. Jos / jännitteen nousu ylittää liipaisupiirin yhden tai useamman ’··’ sarjaan kytketyn zenerdiodin läpilyönti jännitteen, nämä ·;· 35 diodit kytkevät läpi ja laukaisevat näin suoraan katkaisu- » j » 2 113736 laitetyristorin. Tämä kytkentäjärjestely mahdollistaa katkaisun alipainepurkauslampun poisjäännin yhteydessä; se ei kuitenkaan kykene havaitsemaan niin kutsuttua "End-of-live" -tilaa (esim. yksipuolinen emitterin purkaus elekt-5 rodilla) ja vastaavia kytkentätoimenpiteitä. Lisäksi tämä kytkentäjärjestely ei kykene havaitsemaan symmetristä tai epäsymmetristä lampun jännitteennousua oikea-aikaisesti ja riittävällä tarkkuudella.

Lähtien tästä tekniikan tasosta keksintö perustuu 10 tehtävään luoda edellä mainittua lajia oleva kytkentäjärjestely, joka mahdollistaa katkaisun kaasunpurkauslampun erilaisissa virhetilanteissa.

Tämä tehtävä ratkaistaan kytkentäjärjestelyllä, jolla on patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkit.

15 Purkauslamppua testataan jatkuvasti virhetilojen suhteen, jolloin huipusta-huippuun-jännitettä (peak-peak-jännite) käytetään kriteerinä. Näihin virhetiloihin kuuluu mm. niin kutsuttu tasasuuntainvaikutus (erilaiset lampun jännitteen amplitudit molempien jännitteen puoliaaltojen 20 suhteen; epäsymmetrinen lampun jännitteen nousu) ja symmetrinen lampun jännitteen nousu, esimerkiksi "mikrovuoto-jen" kautta (ilman vetäminen lampun rungon sisään).

Keksinnön mukaan käytetään peak-peak-jännitettä pa-V rametrina erilaisten virhetilojen havaitsemiselle.

25 Esillä olevan keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaan tehdään niin, että lampun jännitteen havaitsemis-laitteesta muodostetaan ohjaussignaali, joka kuvaa peak- V peak-jännitteeseen verrannollista jännitettä. Täten itse peak-peak-jännitteen lisäksi voidaan käyttää myös tästä ··· 30 jännitteestä johdettuja fysikaalisia parametreja.

Esillä olevan keksinnön muut edulliset sovellutuk-.· , set on määritelty alipatenttivaatimuksissa.

'· '' Keksintöä selostetaan nyt piirustusten avulla. Pii- rustuksissa esittää 1

f I I I

3 113736 kuvio 1 keksinnön mukaisen kytkentäjärjestelyn loh-kokaaviokuvaa ja kuvio 2 jännitteen havaitsemislaitteen kytkentätek-nisen muodostamisen esimerkkiä kuvion 1 mukaisessa kytken-5 täjärjestelyssä.

Kuviossa 1 kuvattu kytkentäjärjestely toimii pur-kauslampun LP matala- tai korkeataajuista käyttöä varten. Tällöin matalataajuus tarkoittaa verkkotaajuutta vastaavan taajuuden suuruusluokkaa, samalla kun korkeataajuus merit) kitsee taajuutta, joka on tällaisen matalan taajuuden yläpuolella.

Sisääntulopuolella keksinnön mukaisessa kytkentäjärjestelyssä on generaattori G, joka tuottaa esim. korkeataajuista jännitettä. Aivan yleisesti generaattori G 15 tuottaa vaihtojännitteen purkauslampun käyttämiseksi. Si sääntulopuolella generaattori G on yhdistetty verkkojän-nitteeseen esim. kuviossa esittämättä jätetyllä jännit-teensyöttöosalla, esim. verkkotasasuuntaimella.

Purkauslamppu LP voi olla yhdistetty esimerkiksi 20 esikuumennuslaitteeseen VH.

Vaihtotaajuisen jännitteen tuottamiseksi olevassa ;·, generaattorissa G on ohjaussisääntulo, joka on yhdistetty r 1

, . generaattorikatkaisulaitteeseen AV. Tämä katkaisulaite AV

'tuottaa riippuen sisääntulosignaalista CS21 ensimmäisen 25 ohjaussignaalin CS1. Ensimmäinen ohjaussignaali CS1 akti- *···' voi generaattorin G sillä tavalla, että vaihtotaajuisen jännitteen tuottaminen lopetetaan.

V 1 Keksinnön mukaan on muodostettu jännitteen havait- semislaite VE, joka toisaalta on yhdistetty purkauslampun ·1:· 30 elektrodeihin ja joka kuviossa 1 kuvatussa esimerkissä ot- taa purkauslampun LP jännitteen Use. Jännitteen havaitse-. mislaite VE muodostaa riippuen havaitusta lampun jännit- teestä Uss (toisen) ohjaussignaalin CS2. Tämä ohjaussignaa-;1’ li CS2 johdetaan generaattorikatkaisulaitteeseen AV. Tämä 35 (toinen) ohjaussignaali, joka johdetaan generaattorikat- . 113736 4 kaisulaitteeseen AV, aktivoi tämän katkaisulaitteen AV sillä tavalla, että katkaisulaite muodostaa ensimmäisen ohjaussignaalin CS1 ja siten ehkäisee vaihtotaajuisen lampun jännitteen tuottamisen.

5 Jännitteen havaitsemislaite VE voi muodostaa myös toisen ohjaussignaalin CS2, joka muodostetaan peak-peak-jännitteeseen verrannollisesta jännitteestä UÄ. Tämä katkaisulaite AV voi olla muodostettu sillä tavalla, että se muodostaa ensimmäisen ohjaussignaalin CS1, sikäli kuin 10 peak-peak-jännitteeseen verrannollinen UÄ ylittää etukäteen annetun raja-arvon.

Kuviossa 2 esitetty jännitteen havaitsemislaite muodostetaan esimerkiksi sinänsä tunnetulla jännitteen mo-ninkertaistamiskytkennällä. Keksinnön mukaisesti tätä jän-15 nitteen moninkertaistamiskytkentää käytetään purkauslampun erilaisten virhetilojen havaitsemiseksi.

Tässä kytkentäjärjestelyssä on sisääntulopuolella lamppuun LP päin olevalla sivulla jännitteenjakain Rx, R2, jossa on peak-peak-jännite Uss.

20 Maadoituksen ja jännitteenjakaimen keskivälioton väliin tuodaan lamppujännitteeseen verrannollinen jännite • Um. Jännitteenjakaimen keskiväliottoon on sovitettu ensim- . mäinen kondensaattori Cl, jonka jännitteenjakaimen keski- "V väliottoon päin oleva sivu on yhdistetty sekä ensimmäisen 25 diodin Dl anodiin että myös toisen diodin D2 katodiin. Toisen diodin anodi D2 on yhdistetty maadoitukseen. Ensim-mäisen diodin Dl katodi on yhdistetty jännitteen havaitse- » » · V · mislaitteen DE ulosmenoon. Maadoituksen ja ensimmäisen diodin Dl katodin väliin on kytketty toinen kondensaattori ·· 30 C2.

Jännitteen Um negatiivisessa puoliaallossa varataan ,* , toinen diodi Dl lampun LP maksimaalista negatiivista jän- ; ’· nitettä vastaavasti. Jännitteen Um positiivisessa puoliaal- lossa puretaan ensimmäinen kondensaattori Cl ensimmäisen ;· 35 diodin Dl kautta toiseen kondensaattoriin C2. Tällöin sum- 5 113736 mautuvat jännitteet Um ja jännitteen Um negatiivisessa puo-liaallossa kondensaattoriin Cl muodostettu jännite Ucl. Täten muodostettu jännite vastaa peak-peak-jännitettä Uss. Jännitteen jakaimen keskiväliotossa oleva jännite UM esit-5 tää jännitteen U8e verrannollista osaa.

Diodi Dl ja kondensaattori C2 toimivat havaitun peak-peak-jännitteen U8S varastoimiseksi.

Peak-peak-jännite Use tai Um muodostetaan, kun rinnan kondensaattorin C2 kanssa liitetyssä generaattorikat-10 kaisulaitteessa AV on ääretön impedanssi (VE ei AV:n kautta kuormitettu; tyhjäkäyntitapaus).

Jos sitä vastoin rinnan kondensaattorin C2 kanssa sovitetussa katkaisulaitteessa AV on äärellinen impedanssi, niin lamppujännitteen annetulla signaalimuodolla väli-15 tetään peak-peak-jännitteeseen li8S tai UB verrannollinen arvo.

Edellä kuvatulla tavalla muodostettu signaali (sekä kuormittamatonta että myös kuormitettua tapausta varten) voi olla yhdistelty lisäksi tulevien mittasuureiden kans-20 sa, erityisesti käyttöjännitteen kanssa, koska keksinnön mukaisessa kytkennässä peak-peak-jännitteeseen verrannollinen signaali tuotetaan generaattorikytkennän viitemaa-doituksen suhteen.

Ensimmäinen diodi Dl voidaan korvata zenerdiodilla. ·'·’ 25 Riippumatta tästä voidaan myös toinen diodi D2 korvata ze- nerdiodilla.

Keksinnön mukaan voidaan jännitteen havaitsemiskyt->/·· kennän VE muodostamaa jännitettä verrata raja-arvoon. Ra ja-arvoa katkaisulle ylijännitettä (symmetrinen ja epäsym-··· 30 metrinen) varten voidaan säätää riippumatta katkaisun rea- goimisajasta sytytyksessä (jännitteen jakaimet Rx, R2 ja ,· . kondensaattori C2).

; ’· Zenerdiodien käyttö Dl:tä ja D2:ta varten normaa- • lien diodien sijasta mahdollistaa pienemmän kondensaatto- ·· 35 rin C2 käytön samalla reagoimisajalla sytytysprosessissa.

6 113736

Keksinnön mukaisessa kytkentäjärjestelyssä voidaan peak-peak-jännite virroittaa suoraan (Rl = 0).

Aivan yleisesti keksinnön mukainen kuvion 2 mukainen kytkentäjärjestely on rakennettu suhteellisen vähäi-5 sillä standardikytkentäosilla, jotka yhdessä muodostavat hyvin kustannusystävällisen ratkaisun. Tämän, vähäisillä komponenteilla varustetun kytkentärakenteen perusteella on samalla varmistettu, että tällä kytkennällä on suuri käyttövarmuus .

< I

Claims

7 113736

1. Menetelmä ennalta määrätyn taajuuden omaavaa 5 vaihtojännitettä käyttävän purkauslampun (LP) käyttämiseen tarkoitetun kytkentäjärjestelyn katkaisemiseksi, käsittäen: (i) generaattorin (G) vaihtojännitteen tuottamiseksi purkauslampun (LP) käyttämiseksi ennalta määrätyllä taajuudella, (ii) katkaisulaitteen (AV), joka on yhdistetty 10 generaattoriin ja joka riippuen toisesta ohjaussignaalista (CS2) muodostaa ensimmäisen ohjaussignaalin (CS1) , jonka avulla generaattoria voidaan ohjata ja voidaan aktivoida sillä tavoin, että purkauslampun yli vaikuttavan jännitteen symmetrisen kasvun tapauksessa vaihtojännitteen tuot-15 taminen lopetetaan, ja (iii) jännitteen havaitsemislait-teen (VE), joka on yhdistetty katkaisulaitteeseen (AV) ja joka havaitsee purkauslampun (LP) yli vaikuttavan jännitteen huipusta-huippuun-jännitteen arvon (Uss) ja muodostaa toisen ohjaussignaalin (CS2), joka on verrannollinen hui-20 pusta-huippuun jännitteen arvoon (Uss) , tunnettu siitä, että tätä toista ohjaussignaalia (CS2) verrataan kynnysar-' voon katkaisulaitteessa (AV), ensimmäisen ohjaussignaalin : : (CS1) ollessa tuotettu katkaisemaan kytkentäjärjestelyn kynnysarvon ylityksen tilanteessa sekä symmetrisen että l 25 epäsymmetrisen purkauslampun yli vaikuttavan jännitteen : :’: kasvun perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jännitteen havaitsemislaite (VE) käsittää jännitteen jakajan (Rl, R2) kytkettynä purkaus- !!! 30 lampun (LP) rinnalle.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, I i tunnettu siitä, että jännitteen jakaja (Rl, R2) on määritellyssä viitepotentiaalissa ja on kytketty keskivä-’ , liotostaan katkaisulaitteeseen (AV) ensimmäisen konden- 35 saattorin (Cl) ja ensimmäisen diodin (Dl) kautta, ja että toinen diodi (D2) on sovitettu määritellyn viitepotentiaa- 113736 8 Iin ja ensimmäisen kondensaattorin (Cl) ja ensimmäisen diodin (Dl) yhdyspisteen väliin, ja että toinen kondensaattori (C2) on sovitettu määritellyn viitepotentiaalin ja ensimmäisen diodin (Dl) väliin rinnan katkaisulaitteen 5 (AV) sisääntulon kanssa.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja/tai toinen diodi (Dl, D2) kulloinkin on zenerdiodi. « · * 9 113736