FI77135B - Vaexelriktare med en belastningskrets som innehaoller en serieresonanskrets och en urladdningslampa. - Google Patents

Description

1 77135

Vaihtosuuntaaja, johon kuuluu sarjaresonanssipiirin ja kaasupurkausputken sisältävä kuormituspiiri

Keksinnön kohteena on vaihtosuuntaaja, joka on pa-5 tenttivaatimuksen 1 johdannossa esitettyä tyyppiä.

Eräässä sellaisessa, DE-hakemusjulkaisusta 3 112 281 tunnetussa vaihtosuuntaajassa on otettava huomioon, että vuorotellen virtaa johtavat kytkimet eivät koskaan, eivät myöskään lyhytaikaisesti, johda virtaa saman-10 aikaisesti ja siten oikosulje tasajännitelähdettä, erittäin tärkeätä tämän ehdon täyttäminen on käytettäessä puoli johdekytkimiä. Alussa mainittua tyyppiä olevassa vaihtosuuntaajassa asetetaan sen vuoksi vaihtosuuntaajan esim. kyllästysmuuntajalla määrätty käyttötaajuus sytytyskäytös-15 sä sarjaresonanssipiirin resonanssitaajuuden yläpuolelle: Vaihtosuuntaaja on tällöin induktiivisesti kuormitettu ja kytkimen kautta kulkeva virta tulee pakosta nollaksi ennen kuin jännite tulee nollaan ja siitä riippuen toinen kytkin saa ohjauksen.

20 Eri syyt, esim. yhden putken vioittuminen useamman ryhmästä tai epäedullinen rakenne-elementtien toleranssien yhteensopivuus, voivat johtaa siihen, että vaihtosuuntaajan käyttötaajuus tulee lähelle resonanssitaajuutta, mikä etenkin hyvin pienihäviöisillä sarjaresonanssipiirin ra-25 kenne-elementeillä, aiheuttaa vastaavasti korkeita jännitteitä, jotka voivat vaarantaa, ei ainoastaan vaihtosuuntaajan rakenne-elementtejä, vaan myös putkenkiinnikkeiden parissa työskenteleviä ihmisiä.

Keksinnön tarkoituksena on sen vuoksi välttää lu-30 vattomat ylijännitteet. Keksinnön mukaiselle ratkaisulle alussa mainittua tyyppiä olevassa vaihtosuuntaajassa on tunnusmerkillistä se mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Mikäli vaihtosuuntaaja syöttää useampia putkia nii-35 hin kuuluvine sarjaresonanssipiireineen rinnakkaiskäytössä, 2 77135 tulee jokaiseen sarjaresonanssipiiriin järjestää tällainen jännitteestä riippuvalla vastuksella varustettu rin-nakkaishaara.

Jännitteestä riippuvan vastuksen ominaiskäyrään 5 kuuluu ensimmäinen alue, jolla tiettyyn rajajännitteeseen asti ei kulje käytännöllisesti katsoen ollenkaan virtaa.

Sen vieressä on virtaa johtava alue, jolla ominaiskäyrän tulee kulkea mahdollisimman jyrkästi. Jännitteestä riippuva vastus ei siis käytännössä johda rajajännitteeseen asti 10 kummassakaan suunnassa ja omaa sen ylittävillä jännitteillä käytännössä hyvin pienen vastuksen. Virittämällä jännitteestä riippuvan vastuksen rajajännite sopivasti vaihtosuuntaajan ja sen kuormituspiirin arvojen mukaan voidaan jännitteestä riippuva vastus saattaa toimimaan putken sy-15 tytyskäytössä virtaa johtavalla alueella.

Jännitteestä riippuva vastus tulee edelleen mitoittaa siten, että se ei käytännössä johda virtaa, kun putkessa on tapahtunut sytytys. Sarjaresonanssipiiri on silloin putken vaimentama tai kokonaan vaikuttamaton. Kuormi-20 tuspiirin rakenne-elementtien jännite rajoittuu putken alempaan käyttöjännitteeseen.

Virtaa johtavalla jännitteestä riippuvalla vastuksella, siis sytytyskäytössä, toimii sen kanssa sarjaan kytketty kondensaattori ja täten sarjaresonanssipiirin reso-25 nanssitaajuus muuttuu. Sopivan jyrkällä jännitteestä riip puvan vastuksen ominaiskäyrällä aiheuttaa silloin vaihtosuuntaajan käyttötaajuudenvaihtelu jopa laajalla alueella vain hyvin vähäisen muutoksen putken sytytysjännitteessä. Näin ollen voidaan hyväksyä suuret toleranssit omaavia ra-30 kenne-elementtejä, joilta lisäksi vaaditaan vastaavasti vain alhaista jännitekestoisuutta.

Keksintöä selostetaan lähemmin suoritusesimerkin avulla viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää erään suoritusesimerkin kytkentää 35 ja

II

3 771 35 kuvio 2 esittää taajuuden ja jännitteen välistä riippuvuutta kaasupurkausputkessa.

Vaihtosuuntaaja (W) on liittimien wl, w2 välityksellä yhdistetty tasajännitelähteeseen H, jota puolestaan 5 syöttää vaihtojänniteverkko N ja joka toimittaa vaihtosuuntaajalle tasajännitteen. Liittimien wl, w2 välissä on suureksi mitoitettu varaajakondensaattori C6 ja molempien ohjattavien kytkimien, jotka muodostuvat transistoreista VI, V2, sarjakytkentä. Kytkentävälin VI kanssa rinnan on kuor-10 mituspiiri, joka muodostuu värähtelykondensaattorin Cl, kuumennettavilla elektrodeilla el, e2 varustetun kaasupur-kausputken E, kuristimen L ja kyllästysmuuntajän T ensiö-käämin tl sarjakytkennästä. Putken E elektrodit el, e2 on kytketty kondensaattorin C kautta sarjaan, jolloin tämä 15 kondensaattori C ja kuristin L määräävät resonanssitaajuu-den fp.

Molemmat transistorit VI, V2 saavat vuorotellen ohjauksen ohjausyksiköstä S, jolloin tähän ohjausyksikköön sisältyvät kyllästysmuuntajän T toisiokäämit t2, t3, jois-20 ta johdetaan ohjausjännitteet transistoreille. Vaihtosuuntaajan käyttötaajuus määräytyy tällöin kyllästysmuuntajän mitoituksen suhteesta vaihtosuuntaajan ja sen kuormitus-piirin mitoitukseen. Taajuuden tulee aina olla kuormitus-piirin resonanssitaajuuden yläpuolella, jotta taataan vir-25 raton vaihe toisen transistorin poiskytkennän ja toisen transistorin päälleohjauksen välillä.

Jännitteestä riippuva vastus Rl muodostaa sarjassa kondensaattorin C4 kanssa rinnakkaishaaran, joka sijaitsee rinnan kuristimesta L, kyllästysmuuntajasta T ja vaihto-30 suuntaajan toisesta transistorista V2 muodostuvan sarjakyt-kennän kanssa. C4 varautuu siis, kun V2 johtaa, C:n ja Cl:n kautta varaajakondensaattorista C6 ja purkautuu samaa reittiä Vl:n johtaessa heti, kun Rl:n rajajännite on ylitetty.

Kondensaattoriin C4 on liitetty valvontalaite vir-35 rasta riippuvaa vaihtosuuntaajan poiskytkemistä varten.

4 77135

Katkaisu tapahtuu tyristorin V3 toimesta, joka on elektrodin el kautta yhteydessä tasajännitteeseen ja jonka kanssa rinnan on kytketty kyllästysmuuntajan T toisiokäämi t4 sekä diodi D3. Tämän tyristorin ohjaushaara liittyy kytken-5 tädiodin D2 kautta RC-piiriin R3, C5, joka vastuksen R2 ja diodin Dl kanssa yhdessä on kytketty rinnan mainitun kondensaattorin C4 kanssa. Jos siis jännite C5:ssä saavuttaa D2:n määräämän raja-arvon, tulee tyristori V3 johtavaksi ja oikosulkee käämin t4 niin, että vaihtosuuntaajan tran-10 sistorit eivät enää saa ohjausjännitettä. Samalla tulee oi-kosuljetuksi myös V3:n kanssa rinnan oleva sytytyskonden-saattori C3, jonka jännite käynnistää kytkentädiodin D4 kautta vaihtosuuntaajan toiminnan. Tämä tila säilyy tyristorin pitovirtapiirin katkaisemiseen asti putkea E vaihta-15 maila.

Jännitteestä riippuvan vastuksen ja kondensaattorin C4 toiminnan selostamiseksi viitataan kuvioon 2. Siihen on piirretty oordinaatta-akselille kaasupurkausputken jännite UE, joka on samalla sarjaresonanssipiirin kondensaattorin 20 C jännite. Abskissa-akselilla on esitetty taajuus f.

Käyrällä KRl on ensin esitetty putken tai kondensaattorin C jännite sytytyskäytössä, kun kaikilla rakenne-elementeillä on lasketut arvot. Vaihtosuuntaaja toimii tällöin käyttötaajuudella fg^, jota vastaa putken jännite Ug^. 25 Resonanssitaajuus olkoon fg^ (resonanssipiireissä, joissa on häviöitä, sijaitsee resonanssitaajuus kuitenkin hiukan oikealle piirretystä arvosta eikä kondensaattorin jännitteen maksimiarvossa). Tämä resonanssitaajuus onkin nyt Rl:n ja C4:n vaikutuksesta funktio putken jännitteestä Ug sillä 30 tavalla kuin käyrä K2 kuviossa 2 esittää. Siitä on johdettavissa samansuuntaisena oikealle siirretty käyrä Kl, joka esittää jännitteen Ug riippuvuutta käyttötaajuudesta fg.

Jos esim. käyttötaajuuden fg^ sijasta säädettäisiin alhaisempi arvo (joka ilman keksintöä johtaisi vastaa- 35 vasti korkeaan putken jännitteeseen), nousee putken jännite

II

5 77135 käyrää K1 pitkin vain vähän arvoon U^/ koska samanaikaisesti resonanssitaajuus laskee käyrää K2 pitkin arvoon ja siten käyrä KR2 on ratkaiseva.

Käyttötaajuuden siirtyminen päinvastaiseen suuntaan 5 on sallittu raja-arvoon fD_ asti, jota vastaa käyrä KRG.

DKJ

Rakenne-elementtien mitoitus on suoritettava siten, että suurin kysymykseen tuleva käyttötaajuus ei ylitä tätä raja-arvoa, jotta taataan toimintapisteen sijainti jännitteestä riippuvan vastuksen ominaiskäyrän virtaa johtavalla alueel-10 la.

Putken sytytyksen jälkeen on sen käyttöjännite käytännöllisesti katsoen vakio. Vaihtosuuntaajan normaalikäytössä palavalla putkella on siis jännitteestä riippuva vastus Rl käytännössä virraton eikä aiheuta häviöitä.

Claims (5)

77135 6

1. Vaihtosuuntaaja kuumennettavia elektrodeja ja kaksi liitäntää kutakin elektrodia varten omaavan purkaus-5 lampun (E) syöttämiseksi, johon vaihtosuuntaajaan kuuluu kuormituspiiri, joka sisältää sarjan kytkettynä sarjareso-nanssipiirin (L, C), värähtelykondensaattorin (Cl) ja pur-kauslampun (E) kuumennettavat elektrodit (el, e2), jolloin sarjaresonanssipiirin kondensaattori (C) yhdistää elektro-10 dien (el, e2) liitännät keskenään, kaksi vuorotellen johtavaa ohjattavaa kytkintä (VI, V2), joista toinen (VI) on rinnan kuormituspiirin kanssa ja toinen (V2) on sovitettu kuormituspiirin ja tasajännitelähteen (H) väliin, ohjausyksikkö (S) kytkimien (VI, V2) ohjaamiseksi käyttötaajuu-15 della (fg), joka purkauslampun ollessa sytyttämätön on sar-jaresonanssipiirin resonanssitaajuuden (fQ) yläpuolella, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu jännitteen rajoittamista varten jännitteestä riippuva vastus (Rl), joka sarjassa kondensaattorin (C4) kanssa muodostaa rinnak-20 kaishaaran haaralle, joka sisältää sarjaresonanssipiirin kuristimen (L) tai kondensaattorin (C), ja täten muuttaa sarjaresonanssipiirin resonanssitaajuutta (fQ), kun jännitteestä riippuva vastus (Rl) toimii virtaa johtavalla alueellaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaihtosuuntaaja, tunnettu siitä, että jännitteestä riippuvan vastuksen (Rl) ja kondensaattorin (C4) käsittävä rinnakkais-haara oh kytketty rinnan sarjaresonanssipiirin kuristimesta (L) ja vaihtosuuntaajan toisesta kytkimestä (V2) muodos-30 tuvan sarjakytkennän kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vaihtosuuntaaja, jossa on vaihtosuuntaajan (W) virrasta riippuvasti pois-kytkevä valvontalaite, tunnettu siitä, että jännite kondensaattorilla (C4) ohjaa valvontalaitetta.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaihtosuuntaaja, II 7 77135 tunnettu sellaisesta mitoituksesta, että jännitteestä riippuvan vastuksen (Rl) toimintapiste sijaitsee suurimmalla kysymykseen tulevalla vaihtosuuntaajan käyttö-taajuudella kaasupurkausputki sytytettäessä aina virtaa 5 johtavalla alueella ja sijaitsee ominaiskäyrän virratto-malla alueella vain putken ollessa sytytetty.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen vaihtosuuntaaja, tunnettu siitä, että ohjausyksikkö (S) sisältää kyllästysmuuntajän, jonka toisiokäämeistä (t2, t3) on joh-10 dettu ohjausjännitteet kytkimille (VI, V2) ja jonka ensiö-käämi (tl) sijaitsee kuormituspiirissä. 8 77135