FI63146B - Foerfarande foer reglering av en urladdningslampas ljusnivao och en elektronisk naetanslutningsanordning foer foerverkligande av foerfarandet - Google Patents

Description

1 63146

Menetelmä purkauslampun valotason säätämiseksi ja elektroninen verkkoliitäntälaite menetelmän toteuttamiseksi. -FÖrfarande för regiering av en urladdningslampas ljusnivä och en elektronisk nätanslutningsanordning för för-5 verkligande av förfarandet.

Keksinnön kohteena on menetelmä purkauslampun valotason säätämiseksi purkauslampun virtaa rajoittavalla elektronisella verkkoliitäntälaitteella. Keksinnön kohteena on 10 myös menetelmän toteuttamiseksi tarkoitettu elektroninen verkkoliitäntälaite, jonka kaksi vaihtoehtoista suoritusmuotoa ilmenee oheisten patenttivaatimusten 2 ja 4 johdannosta. Menetelmän vaihtoehtoiset suoritusmuodot on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa 1 ja 3.

15

Purkauslampun virtaa rajoittava elektroninen verkkoliitäntälaite on tunnettu hakijan aikaisemmista suomalaisista patenttihakemuksista n:ot 812930 ja 813297. Tämän tyyppisen elektronisen verkkoliitäntälaitteen yleistä teoreet-20 tista taustaa on esitetty lähemmin hakijan suomalaisessa patenttihakemuksessa n:o 811774.

Keksinnöllä ratkaistavana olevana ongelmana on saada aikaan lampun valotason säätö suurtaajuusresonanssipiiriin 25 perustuvan verkkoliitäntälaitteen yhteyteen.

Ongelma on ratkaistu oheisissa patenttivaatimuksissa esitettyjen keksinnön tunnusmerkkien perusteella.

30 Seuraavassa keksinnön kahta vaihtoehtoista suoritusesi-merkkiä selostetaan lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon pel-35 kistettyä piirikaaviota ja kuvio 2 esittää keksinnön toisen suoritusmuodon pelkistettyä piirikaaviota.

2 63146

Esityksen yksinkertaistamiseksi on kuvioissa 1 ja 2 esitetty vain toiminnan kannalta välttämättömimmät komponentit.

5 Kuvion 1 suoritusmuodossa on tasasähkönapojen + ja - sekä lampun 8 liitäntänapojen väliin muodostettu suurtaajuus-oskillaattori, johon kuuluu kaksi sarjaan kytkettyä transistoria 1 ja 2, jotka on järjestetty vuorovaihetoimintaan myöhemmin selostettavalla tavalla. Transistoreiden 1 ja 2 10 kanssa sarjaan on kytketty diodit 12 ja 13. Transistoreiden 1 ja 2 kantaohjausmuuntajan 3 ensiökäämin 4 toinen napa on kytketty transistoreiden 1 ja 2 väliin ja toinen napa on kytketty induktiokäämin (kuristimen) 7 kautta lampun 8 toiseen liitäntänapaan. Lampun 8 toinen liitäntänapa 15 on kytketty resonanssikondensaattoreilla 10 ja 11 sekä niiden rinnalla olevilla jännitteenrajoitusdiodeilla 23 ja 24 virtalähteen vastakkaisiin napoihin. Virtalähteen + ja - napojen välillä on elektrolyyttikondensaattori EC. Lisäksi lampun 8 rinnalle, sen elektrodien hehkulankojen 20 vastakkaisten napojen välille on kytketty kondensaattori 9, joka määrää sytytyksen aikana toimintataajuuden ja jännitteen. Sen sijaan toiminnan aikana kondensaattorit 10 ja 11 muodostavat pääasialliset resonanssikapasitanssit siinä vapaasti värähtelevässä sarjaresonanssipiirissä, johon li-25 säksi kuuluvat käämien 4 ja 7 muodostamat induktanssit.

Kantaohjausmuuntajan 3 toisiokäämit 5 ja 6 on kytketty transistoreiden 1 ja 2 kantoihin siten, että ne saavat vastakkaisvaiheiset ohjausjännitteet. Tällöin toisen 30 transistorin ollessa johtavana on toinen transistori johtamattomana ja päinvastoin. Diodien 12 ja 13 merkitys on siinä, että niiden päästöjännite osaltaan estää transistoreiden 1 ja 2 samanaikaista johtamista. Suojadiodit 14 ja 15 antavat induktanssin 7 virralle kulkureitin kun 35 molemmat transistorit 1 ja 2 ovat johtamattomassa tilassa.

Lampun 8 valotason säätämistä varten on kantaohjausmuuntajan 3 sydämelle 16 järjestetty keksinnön mukaisesti yli- 3 63146 määräinen toisiokäämi 17, jonka rinnalle on kytketty tyristorin 19 ja diodin 18 sarjakytkentä. Tyristorin 19 oh-jauselektrodiin liittyy säätölaite 20-22 tyristorin 19 saattamiseksi johtavaan tilaan käämin 17 oikosulkemiseksi 5 joka toisen puolijakson halutussa vaiheessa. Säätölaitteen toiminta tapahtuu seuraavasti. Diodin 18 ja säätöpotentio-metrin 20 kautta kondensaattori 21 varautuu joka toisen puolijakson aikana nopeudella, jonka aikavakio riippuu potentiometrin 20 säätöarvosta. Kun kondensaattori 21 on 10 riittävästi varautunut, ohjautuu kaksikantatransistori 22 johtavaksi siten, että saadaan ohjausjännite tyristorin 19 liipaisemiseksi johtavaan tilaan. Toisiokäämin 17 oi-kosulkeutuessa käämien 5 ja 6 kantaohjausjännite pienenee vastaavasti, jolloin ko. puolijaksolla johtavana olleen 15 transistorin 1 tai 2 kantavirta tulee hetkellisesti vastakkaissuuntaiseksi, koska kollektorivirta pääsee paremmin kulkeutumaan kannan kuin emitterin kautta johtuen em. pienestä kantajännitteestä. Tällöin ko. transistori ohjautuu nopeasti johtamattomaan tilaan. Tämä toisen tran-20 sistorin kantavirran kestoajan lyhentäminen kasvattaa hieman resonanssipiirin toimintataajuutta. Taajuuden kasvaminen merkitsee, että induktanssi 7 vastustaa enemmän virran kulkua. Taajuuden kasvaessa myös kondensaattorin 9 virta kasvaa. Em. syistä johtuen loistelampun 8 virta pie-25 nenee ja valo himmenee, samalla kun lampun elektrodien hehkutusteho lisääntyy, mikä estää lampun sammumisen pienillä valotason säätöarvoilla.

Tässä suoritusmuodossa tapahtuu virran rajoittumista myös 30 toisella puolijaksolla kantaohjausmuuntajan sydämen 16 kyllästymisen perusteella, mikä aiheutuu siitä, että käämin 17 virran vaikutuksesta toimintapiste sydämen hys-tereesiskäyrällä siirtyy käyrän toiseen kyllästysreunaan.

35 Edellä selostetun säätöperiaatteen haittapuolena on hyötysuhteen aleneminen valotasoa pienennettäessä. Tällä kyt-kentäperiaatteella ei ole myöskään voitu täysin eliminoida sitä loisteputkilla esiintyvää ongelmaa, että pienillä va- 4 631 46 lotason säätöarvoilla loisteputkissa näkyy tummempia ja kirkkaampia alueita ns. "palloja". Tämä ilmiö ei aiheuta häiriötä varsinaiseen valaistukseen, mutta näkyviin asennetuilla loisteputkilla sen täydellinen eliminointi olisi 5 toivottavaa. Sitä, mistä tämä pallojen muodostumisongelma aiheutuu, ei tarkemmin tunneta ja toistaiseksi onkin pidetty mahdottomana säätää ns. ohuita loisteputkia siten, ettei mainittua ilmiötä esiintyisi. Yllättäen on kuitenkin havaittu, että seuraavassa selostettavalla, kuvion 2 mu-10 kaisella säätöperiaatteella tätä "pallojen” muodostumista on voitu pienentää oleellisesti samalla kun saavutetaan kuvion 1 suoritusmuotoon verrattuna parempi hyötysuhde valotasoa pienennettäessä.

15 Kuvion 2 suoritusmuoto eroaa kuvion 1 suoritusmuodosta ainoastaan kantaohjausmuuntajan 3 osalta. Muilta osin on käytetty samoja viitenumeroita kuin kuviossa 1 ja viitataan kuvion 1 suoritusmuodon selostukseen.

20 Molemmilla transistoreilla 1 ja 2 on oma erillinen kanta-ohjausmuuntajansa 3a ja 3b, joiden ensiökäämit 4a ja 4b on kytketty sarjaan osaksi mainittua sarjaresonanssipiiriä. Muuntajan 3a toisiokäämi 5 ohjaa transistoria 1 ja muuntajan 3b toisiokäämi 6 ohjaa transistoria 2. Säätöpiirillä 25 19-22 oikosuljettava, ylimääräinen toisiokäämi 17 on jär jestetty ainoastaan muuntajan 3a sydämelle 16a. Transistori 2, jota ei säädetä, saa riittävän kantavirran, koska reso-nanssipiiristä johtuen virran arvo katkaisuhetkellä on pieni. Säädettävän transistorin kantavirta katkaisuhetkel-30 lä on voimakkaasti negatiivinen vähentäen merkittävästi katkaisuhäviöitä. Tällöin transistorin häviöt pienenevät myös verrattuna yhdellä kantaohjausmuuntajalla toimivaan. Kuvion 2 suoritusmuodossa myös toimintataajuus kasvaa vähemmän, minkä seurauksena kytkinhäviöt pienenevät.

Molempien edellä kuvattujen suoritusmuotojen etuna on se, että säätöpiiri on galvaanisesti eristetty elektronisesta liitäntälaitteesta.

35

Claims (5)

5 631 46

1. Menetelmä purkauslampun valotason säätämiseksi purkaus-lampun virtaa rajoittavalla elektronisella verkkoliitäntä- 5 laitteella, johon kuuluu suurtajuusoskillaattori, jonka muodostaa kaksi sarjaan kytkettyä transistoria (1, 2), niiden välille kytketty kantaohjausmuuntaja (3), muuntajan ensiökäämin (4) kanssa sarjaan kytketty kuristin (7) ja viimeksi mainitussa sarjapiirissä oleva kondensaattori 10 (10, 11) lampun (8) ja virtalähteen välillä, t u n - n e t t u siitä, että kantaohjausmuuntajan ensiökäämin (4), kuristimen (7) ja kondensaattorin (10, 11) muodostamassa sarjaresonanssipiirissä säädetään transistorikyt-kimien (1, 2) virtaa oikosulkemalla kantaohjausmuuntajan 15 (3) toisiokäämi (17) toisella puolijaksolla, jolloin toi sella puolijaksolla virta rajoittuu kantaohjausmuuntajan sydämen (16) kyllästymisen perusteella.

2. Purkauslampun elektroninen verkkoliitäntälaite virran 20 rajoittamiseksi ja säätämiseksi patenttivaatimuksen 1 mukaisella menetelmällä, johon liitäntälaitteeseen kuuluu suurtaajuusoskillaattori, jonka muodostaa kaksi sarjaan kytkettyä transistoria (1, 2), niiden välille kytketty kantaohjausmuuntaja (3), muuntajan ensiökäämin (4) kanssa sar-25 jaan kytketty kuristin (7) ja viimeksi mainitussa sarja-piirissä oleva kondensaattori (10, 11) lampun (8) ja virtalähteen välillä, tunnettu siitä, että kantaohjausmuuntajan (3) toisiokäämin (17) napojen väliin on kytketty elektroninen kytkin (19), jonka ohjauselektrodiin 30 liittyy säätölaite (20, 22) kytkimen (19) saattamiseksi johtavaan tilaan joka toisen puolijakson halutussa vaiheessa.

3. Menetelmä purkauslampun valotason säätämiseksi purkaus-35 lampun virtaa rajoittavalla elektronisella verkkoliitän- tälaitteella, johon kuuluu suurtaajuusoskillaattori, jonka muodostaa kaksi sarjaan kytkettyä transistoria (1, 2), niiden välille kytketyt kantaohjausmuuntajät (3a, 3b), muun- ' u ' * 6 63146 tajien ensiökäMmien (4a, 4b) kanssa sarjaan kytketty kuristin (7) ja viimeksi mainitussa sarjapiirissä oleva kondensaattori (10, 11) lampun (8) ja virtalähteen välillä, tunnettu siitä, että kantaohjausmuuntajien ensiö-5 käämien (4a, 4b), kuristimen (7) ja kondensaattorin (10, 11. muodostamassa sarjaresonanssipiirissä säädetään toisen transistorikytkimen (1) virtaa oikosulkemalla sen kantaoh-jausmuuntajan (3a) toisiokäämi (17) joka toisella puolijak-solla kun vastaava transistorikytkin on johtanut halutun 10 ajan, ja että toisen transistorikytkimen (2) kantaohjaus-muuntaja (3b) päästää ko. transistorikytkimen (2) kautta kulkevan resonanssipulssin heilahtamaan normaalitoiminnan mukaisesti loppuun asti.

4. Purkauslampun elektroninen verkkoliitäntälaite virran rajoittamiseksi ja säätämiseksi patenttivaatimuksen 3 mukaisella menetelmällä, johon liitäntälaitteeseen kuuluu suurtaajuusoskillaattori, jonka muodostaa kaksi sarjaan kytkettyä transistoria (1, 2), niiden välille kytketyt 20 kantaohjausmuuntajät (3a, 3b), muuntajien ensiökäämien (4a, 4b) kanssa sarjaan kytketty kuristin (7) ja viimeksi mainitussa sarjapiirissä oleva kondensaattori (10, 11) lampun (8) ja virtalähteen välillä, tunnettu siitä, että toisen kantaohjausmuuntajän (3a) toisiokäämin 25 (17) napojen väliin on kytketty elektroninen kytkin (19), jonka ohjauselektrodiin liittyy säätölaite (20, 22) kytkimen (19) saattamiseksi johtavaan tilaan joka toisen puoli jakson halutussa vaiheessa.

5. Patenttivaatimuksen 2 tai 4 mukainen verkkoliitäntä laite, tunnettu siitä, että mainittu elektroninen kytkin on tyristori (19) ja mainittu säätölaite on potentiometri (20), joka on kytketty tyristorin hilalle kaksi-kantatransistorin (22) välityksellä. 7 63146