FI76906B - Vaexelriktaranordning foer matning av urladdningslampor. - Google Patents

Description

1 76906

Vaihtosuuntaaja purkauslamppujen syöttöä varten

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaiseen vaihtosuuntaajaan. Vaihtosuuntaaja on tällöin 5 sovitettu määrätylle lampputeholle, jolloin vaihtosuun-taajankäyttötaajuus ja sarjaresonanssipiirin kuristimen induktanssi ovat tällä käyttötaajuudella niin mitoitetut, että purkauslamppu saa juuri nimellistehonsa vaatiman virran; tällöin lähdetään aivan määrätystä polttojännittees-10 tä.

Jonkin aikaan on ollut markkinoilla saman nimellis-tehon omaavia purkauslamppuja, jotka eroavat kaasutäytöitään (aiemmin vain krypton, nyt myös argon) ja siten myös polttojännitteeltään toisistaan: argon-täytteisillä pur-15 kauslampuilla on selvästi korkeampi polttojännite. Ne ottaisivat siksi krypton-lampulle mitoitetulla vaihtosuuntaajalla luvattoman suuren tehon.

Keksinnön pohjana on tämän vuoksi tehtävä mitoittaa vaihtosuuntaaja niin, että se on käyttökelpoinen saman ni-20 mellistehon omaavien lamppujen syöttämiseen riippumatta niiden kaasutäytöstä ja siten niiden polttojännitteestä.

Tämän tehtävän keksinnön mukaisen ratkaisun tunnusmerkit on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Se huolehtii riippumatta kulloinkin todetusta polttojännitteestä sel-25 laisesta vaihtosuuntaajan käyttötaajuudesta, että yhdessä sarjaresonanssipiirin kuiristimen induktanssin kanssa syntyy juuri tarvittava lamppuvirta. Ohjausyksikössä voi tällöin olla impulssigeneraattori, jonka taajuus nousee pur-kauslampun polttojännitteestä johdetun sisäänmenosuureen 30 mukana: tämän riippuvuuden sopivalla mitoituksella syntyy tällöin automaattisesti kulloisellekin polttojännitteelle sopiva taajuus ja siten vaadittava lamppuvirta. Mutta tästä poiketen voi impulssigeneraattorin taajuus olla myös kytkettävissä toiseksi riippuen polttojännitteen määrätyn 35 kynnysarvon saavuttamisesta tai alittamisesta.

2 76906

Useimmiten on ennen purkauslampun sytyttämistä sen elektrodien riittävä esilämmitys toivottavaa. Tässä tarkoituksessa on tunnettua nostaa vaihtosuuntaajan käyttö-taajuutta esilämmityksen ajaksi niin paljon, että se poik-5 keaa riittävästi resonanssipiirin resonanssitaajuudesta, niin että lamppujännite ei ole riittävä sytytykseen. Tämän esilämmitysajan loputtua lasketaan käyttötaajuutta niin lähelle resonanssitaajuutta, että lamppujännite riittää sytytykseen. Näiden tunnettujen toimintojen yhdistämi-10 nen keksintöön on suoritettu edullisessa suoritusmuodossa sijoittamalla ohjausyksikön ja poltto jänniteanturin väliin mittauselimen, jolle lisäksi ohjataan vaihtosuuntaajan si-säänmenossa olevan aikaelimen jännite ja joka määrää ohjaus jännitteiden taajuuden vaihtosuuntaajan kytkemisestä 15 alkavan esilämmityksen ja siihen liittyvän sytytyksen aikana ja joka sen jälkeen sallii polttojänniteanturin ohjausyksikköä varten tuottaman ulosmenosignaalin tulla aktiiviseksi. Aikaelimen määräämän etulämmitys- ja sytytys-vaiheen aikana ei vaihtosuuntaajan käyttötaajuutta määrää 20 polttojännite vaan aikaelin, joka yksinkertaisimmassa tapauksessa on RC-elin tai monostabiili kiikku.

Keksinnön toisten edullisten suoritusmuotojen tunnusmerkit on esitetty alivaatimuksissa.

Keksintöä selostetaan lähemmin piirroksen avulla, 25 jossa kuvio 1 esittää lohkokaavion keksinnöstä, kuvio 2 esittää vaihtosuuntaajan käyttötaajuuden riippuvuuden eri käyttövaiheiden aikana, kuvio 3 esittää keksinnön erityisen yksinkertaisen 30 toteutusesimerkin ja kuvio 4 esittää saha-aaltojännitteen muuttumisen ja siitä riippuvan pääälleohjausajanlyhentymisen - taajuuden kasvun - vertailujännitteestä riippuen.

Kuvion 1 mukaisessa toteutusesimerkissä ovat vaih-35 tosuuntaajan kytkimet kanava tehotransistoreja Tl, T2, jot- 3 76906 ka ovat sarjassa tasajännitelähteen Q kanssa. Kuormapiiri, joka käsittää häiriönestokondensaattorin CIO, purkauslampun LP ja sarjaresonanssipiirin, jossa on kondensaattori C9 ja kuristin LI, on rinnan Tl:n kanssa, jolloin sarjareso-5 nanssipiirin kondensaattori C9 on lampun lämmitettävien elektrodien välissä. Kun T2 on ohjattu päälle, on kuorma-piiri kytketty lähteeseen Q ja latautuu uudelleen seuraa-vassa puoliaallossa päälle ohjatun Tl:n kautta.

Transistorien Tl ja T2 vuorottelevan, päälleohjaukio sen suorittaa ohjausyksikkö S impulssigeneraattorelneen g, joka tuottaa taajuudeltaan säädettäviä ohjausimpulsseja; nämä annetaan impulssijakajan i kautta vuorotellen kummallekin transistorille.

Generaattorin g Impulssien taajuus on riippuvainen 15 mittauselimenAulosmenosignaalista, joka sisäänmenopuolel-la on kytketty polttojänniteanturiin B ja aikaelimeen Z, jossa on kaksi ulosmenoa zl, z2, ja jolla mittauselimellä on oleellisena tehtävänä aina käyttövaiheen mukaan kytkeä toinen näistä sisäänmenoista impulssigeneraattorille g.

20 Tasajännitelähteen Q kytkemisen jälkeen tekee mit- tauselin A aikaelimen Z ensimmäisen ulosmenon Zl toimivaksi, jonka jännite ajankohtien t0 ja tx välillä (esilämmi-tysaika) huolehtii maksimikäyttötaajuudesta fv, katso kuviota 2. Tällä taajuudella lamppu ei voi syttyä. Ajankoh-25 tana ti , mittauselin A - ohjattuna Z:lla - aikaelimen toisen ulosmenon z2, joka tuottaa pienemmän tai ajankohtaan t2 asti jatkuvasti laskevan jännitteen: tähän yhdistetty käyttötaajuuden lasku johtaa lähelle resonanssipiirin re-sonanssitaajuutta ja siten lampun syttymiseen. Ajankohdan 30 t2 jälkeen kytkee mittauselin lopuksi poltto jänniteanturin B, niin että lampun polttojännitteestä riippuva ulosmeno-signaali on tällöin impulssigeneraattorilla, jonka seurauksena on Argon-lampulle korkeampi käyttötaajuus fBA ja Krypton-lampulle matalampi käyttötaajuus FBK (pisteviiva ku-35 viossa 2).

4 76906

Kuvion 3 mukaisessa yksityiskohtaisessa toteutusesi-merkissä toimii ohjausyksikkönä pääasiassa kyllästysmuun-taja L2, jonka ensiökäämitys L21 on sijoitettu kuormapii-riin ja jonka toisiokäämitykset L22, L23 on kytketty tran-5 sistorien Tl ja T2 ohjauselektrodeille. Kuormapiiri ja kyllästysmuuntaja ovat siten mitoitetut, että ilman seu-raavassa selostettuja keksinnön mukaisia toimenpiteitä Krypton-lampun syötölle asettuu alin ajateltavissa oleva käyttötaaj uus.

10 Käytettäessä vaihtosuuntaajaa Argon-lampun kanssa (korkeammalla polttojännitteellä) lyhenee T2:n päälleoh-jausaika sulkutransistorien T3, T4 avulla, joiden kautta T2:n ohjauselektrodlt oikosuljetaan. Lisäksi T4:n emitter! sijaitsee synkronisointikondensaattorilla C3, joka on kyt-15 ketty esivastuksen R2 kautta tasajännitelähteeseen Q ja eslkytkentäkondensaattorin C2 kautta ennenaikaisesti suljettavan transistorin T2 kytkentäelektrodille. Saha-aalto jännitteen Uc3 muuttuminen sulkutranslstorin T4 emitte-rillä on esitetty kuviossa 4.

20 T4:n kanta sijaitsee jännitteenjakajalla, jossa on vastukset R3, R4 ja vertailukondensaattori C4 ja jolla esiintyy suuruudeltaan aseteltava vertailujännite. Lisäksi C4 on kytketty rinnan ohjaustransistorin T5 kanssa ja edelleen R5:n kautta apujännitelähteeseen, jonka muodostaa kon-25 densaattori C5, joka latausdiodin D4 kautta on rinnan syn-kronisolntikondensaattorin C3 kanssa.

Sulkutransistori T4 ohjataan päälle aina, kun saha-aaltojännite Uc3 tulee suuremmaksi kuin vertailujännite Uc 4 (kuvio 2).

30 Ajankohtaan t2 saakka on transistori T2 suljettu ja Tl johtava; jälkimmäisen ohjaa kyllästysmuuntaja L2 tänä ajankohtana kiinni. Kuormapiirin induktanssit pakottavat silloin kuormavirran edelleen samaan suuntaan tasajännitelähteen Q ja molempien kondensaattorien C3 ja C2 kaut-35 ta, jotka tällöin tulevat varatuiksi. Tällöin tulee T4:n 5 76906 emitter! negatiivisemmaksi kuin sen kanta ja seurauksena tämä transistori ja siten myös T3 sulkeutuu. Tämän seurauksena voi L23:n syöttämä ohjausimpulssi T2:lla tulla aktiiviseksi ja ohjata tämän transistorin päälle ajankohtana 5 t4. Siitä lähtien varataan rinnankytkettyjä kondensaattoreita C2 ja C3 (C2 T2:n kautta) etuvastukset R2 kautta kunnes saha-aaltojännite T4:n emitterillä on suurempi kuin vertailujännite sen kannalla. Sitten T3 ja T4 ohjataan päälle ja transistori T2 suljetaan ennenaikaisesti.

10 Kuormapiirin virta kulkee kuitenkin vielä edelleen samassa suunnassa ja lisäksi transistorin Tl takavirtadio-din (MOS-FET-transistoreilla integroituna) kautta. Kuor-mavirran ylittäessä nollakohdan tuottaa kyllästysmuuntaja L22 päälleohjausjännitteen Tl:lie, jonka kautta häiriön-15 poistokondensaattorin CIO purkausvirta voi virrata kuormapiirin läpi vastakkaisessa suunnassa. Tämän puoliaallon kestoaika on tällöin riippuvainen kyllästysmuuntajasta ja olennaisesti vakio; tuloksena oleva käyttötaajuuden muutos saavutetaan tässä tapauksessa siis vain lyhentämällä T2:11a 20 määritettyä puoliaaltoa.

Tätä lyhentämistä varten on vertailujännitteen Uc4 suuruus vertailukondensaattorilla C4 aseteltavissa erilaiseksi rinnan kytketyn ohjaustransistorin avulla. Tämän transistorin ohjauselektrodit ovat toisaalla jännitteenja-25 kajalla, jossa on vastukset R6 ja R7, sekä zenerdiodin D8 ja jännitteenjakajan R8, R9 kautta kondensaattorilla C8, joka varautuu D9:n tai D10:n, C7:n ja R12:n kautta lamppu-jännitteestä riippuvaan arvoon.

R6 ja R7 ovat rinnan kondensaattorin C6 kanssa, jo-30 ka on erotusdiodin D6 kautta liitetty RC-elimeen Rl, Cl ja tulee tämän kanssa varatuksi tasajännitelähteestä Q vastusten Rll, RIO ja lampun LP elektrodin kautta. Jännite Cl:llä ohjaa tällöin kytkindiodin D2 kautta transistoria T2 vaihtosuuntaajaa kytkettäessä, mutta katoaa sitten, kos-35 ka Cl varautuu Dl:n ja D2:n kautta. Siksi erotusdiodi D6 6 76906 on suljettu vaihtosuuntaajan värähtelyn alkamisen jälkeen: ohjaustransistori T5 on siksi vaihtosuuntaajan värähtelyn alkamisen jälkeen ohjattu päälle vain kondensaattorin C6 lyhyen purkausajan kuluessa, joka määrää vastuksilla R6 5 ja R7 esilämmitysajan. Niin kauan kuin T5 on tätä tietä ohjattu päälle, tulee sulkutransistori T4 alhaisen vertailu jännitteen UC4V seurauksena jokaisessa jaksossa johtavaksi jo ajankohtana tsi (kuvio 4) ja siten T2:n kautta kulkeva puoliaalto lyhennetyksi. Tästä seuraavalla käyt-10 tötaajuuden nousulla on seurauksena vastaavasti matala jännite kondensaattorilla C4, joka on rinnan purkauslampun LP kanssa, niin että tämä ei voi syttyä.

Ajankohtana t1 kuviossa 2 ohjataan Tlitä lisääntyvästi kiinni ja siten vertailujännite C4:llä nousee, niin 15 että T2:n kautta kulkevat puoliaallot tulevat jatkuvasti pitemmiksi, kunnes seurauksena oleva käyttötaajuus on lähentynyt kuormapiirin resonanssi taajuutta niin paljon, että lamppu syttyy. T3, T4 Ja T5 ovat silloin suljetut ja se aikaansaa käyttötaajuuden, jolla on yhtä pitkät puoli-20 aallot ja joka on määrätty vain kyllästysmuuntajalla ja on mitoitettu käyttöä varten Krypton-lampun kanssa. Tässä tapauksessa on kondensaatorilla C8 esiintyvä jännite liian pieni ohjaustransistorin T5 ohjaamiseksi zenerdiodin D8 kautta jälleen johtavaksi.

25 Jos sensijaan kytketään näin mitoitetulle vaihto suuntaajalle saman nimellistehon omaava Argon-täytteinen lamppu, niin asettuu - samanlaisen esilämmitys- ja sytytys-vaiheen jälkeen - polttokäytössä polttojännite korkeammalle, mikä ohjaa ohjaustransistoria T5 zenerdiodin D8 kautta 30 tarkasti, niin että vertailukondensaattorille (vastakyt-kentädiodin 07 seurauksena) asettuu tällä käyttötapaukselle luonteenomainen vertailujännite UC4A, jolla sulkutransis-torit T3, T4 tulevat ohjatuiksi päälle jo ajankohtana t52 (kuvio 4), mikä johtaa T2:n kautta kulkevan puoliaallon 35 vastaavaan lyhenemiseen ja siitä seuraavaan käyttötaajuuden 7 76906 nousuun. Tämä nousu on mitoitettu, että Argon-täytteinen lamppu saa juuri oikean käyttövirran.

Kondensaattorin C8 jännite viedään samalla vaihtosuuntaajalle sen poiskytkemistä varten, jos lamppu jatku-5 vasti ei syty; jos tämä jännite saavuttaa valvontalaitteen U antaman raja-arvon, silloin tämä havahtuu ja oiko-sulkee häiriönestokondensaattorin Cl ja Tl;n ohjauselek-trodin D5:n kautta. Tämän valvontalaitteen havahtumiskyn-nys on sen jännitteen yläpuolella, joka asettuu C8:lle 10 käytettäessä vaihtosuuntaajaa Argon-lampun kanssa. Edelleen on C8:n varausaikavakio niin suuri, että valvontalaite ei myöskään esilämmitys- ja sytytysvaiheen aikana voi havahtua, olkoonkin, ettei lamppu syttyisi ennalta annetussa ajassa (tx /t2 ).

Claims (6)

8 76906

1. Vaihtosuuntaaja, jossa on kaksi vuorotellen johtavaa ohjattavaa kytkintä (Tl, T2); kuormapilri, joka on 5 rinnan ensimmäisen kytkimen (Tl) kanssa Ja joka toisen kytkimen (T2) kautta on kytketty tasajännitelähteeseen (Q) ja muodostuu häiriönpoistokondensaattorln (CIO), sarjareso-nanssipiirin, jossa on kuristin (LI) ja kondensaattori (C9), ja purkauslampun (LP), jossa on lämmitettävät elek-10 trodit, sarjaankytkennästä, jolloin nämä elektrodit ovat kuormapiirissä ja ovat yhdistetyt toisiinsa sarjaresonans-sipiirin kondensaattorin (C9) kautta; sekä ohjausyksikkö (S), joka tuottaa kytkimet vuorotellen päälle ohjaavat oh-jausjännitteet, tunnettu polttojänniteanturista 15 (B), joka valvoo lampun (LP) polttojännitettä ja tuottaa poltojännitteestä riippuvan ulosmenosignaalin, joka syötetään ohjausyksikköön (S) ja joka määrittää sen syöttämien ohjausjännitteiden taajuuden.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaihtosuuntaaja, 20 tunnettu ohjausyksikön (S) ja poltto jänniteanturin (B) väliin sijoitetusta mittauselimestä (A), jolle ohjataan lisäksi vaihtosuuntaajan sisäänmenossa (PN) olevan alkeellinen (Z) jännite ja joka määrittää tasajännitelähteen pääl-lekytkemisellä alkavan esilämmitysajan (^/tj) ja siihen 25 liittyvän sytytysajan (tx/t2) kuluessa ohjausjännitteiden taajuuden ja joka sen jälkeen antaa polttojänniteanturin (B) ohjausyksikköä (S) varten tuottaman ulosmenosignaalin tulla aktiiviseksi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vaihtosuuntaaja, 30 tunnettu siitä, että mittauselin (A) vertaa saha- aalto jännitettä (Vcj) vertailujännitteeseen (Vc4) ja ohjaa vertailusta riippuen sulkutransistoria (T3, T4), joka poistaa vaihtosuuntaajan kytkimen (T2) ohjausjännitteen, jolloin saha-aalto jännite otetaan synkronisointikondensaat-35 torilta (C3), joka on etuvastuksen (R2) kautta kytketty 9 76906 tasajännitelähteeseen (Q) ja esikytkentäkondensaattorin (C2) kautta rinnan sulkevan kytkimen (T2) kanssa.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen vaihtosuuntaaja, tunnettu siitä, että ohjausjännite (Vc4 ) otetaan 5 vertailukondensaattorilta (C4), jonka kanssa on rinnan oh-jaustransistori (T5), jonka ohjauselektrodi on kytketty zenerdiodin (D8) kautta j ännitelähteeseen (R8, R9, C8), joka tuottaa lampulla (LP) olevaan jännitteeseen verrannollisen jännitteen.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen vaihtosuuntaaja, tunnettu siitä, että ohjaustransistorin (T5) oh-jauselektrodi on kytketty RC-elimeen (R6, R7, C6), joka varautuu vain vaihtosuuntaajan päällekytkemisen ja sen värähtelyn alkamisen välillä erotusdiodin (D6) kautta.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen vaihtosuuntaaja, jossa valvontalaite, joka kytkee vaihtosuuntaajan pois lampun ollessa jatkuvasti syttymättä, tunnettu siitä, että valvontalaite (tl) on sisäänmenopuolelta kytketty jännitelähteeseen (C8), joka on muodostettu RC- 20 elimeksi (R8, R9, C8) ja jonka aikavakio on niin suuri, että kondensaattorin (C8) jännite ei saavuta valvontalaitteen havahtumiskynnystä, kun lamppu syttyy ennalta määrätyssä ajassa. 1» 76906