FI80560C - Elektronisk hoegfrekvensstyrd anordning foer styrning av gasurladdningslampor. - Google Patents

Description

1 80560

Elektroninen suurtaajuusohjattu laite kaasupurkauslamppujen ohjaamiseksi

Esillä oleva keksintö kohdistuu kaasupurkauslamppujen toiminnan ohjaamiseen käytettäviin tasaajiin tai kuristi-5 miin.

Olemassa olevat tasaajat tai kuristimet ovat muodostetut keloista, jotka estävät vahingollisia ylijännitesyöksy-aaltoja esiintymästä lampun toiminnan aikana sekä osallistuvat kaasupurkauslampun sytyttämiseen tunnetulla tavalla. 10 Tavanomaiset tasaajat aiheuttavat tyypillisesti noin 20 %:n tehohäviön lampun ohjaukseen syötetystä tehosta ja koska ne toimivat verkkotaajuudella (50 Hz), on lampun elinikä pienempi suuritaajuisempaan toimintaan verrattuna. Lisäksi toiminta 50 Hz:n taajuudella voi aiheuttaa strobo-15 skooppi-ilmiön, jolloin pyörivät koneet näyttävät olevan levossa, mikä aiheuttaa merkittävän turvallisuusriskin. Tasaajan kohina voi myös aiheuttaa häiritsevän ympäristöongelman.

Esillä olevalla keksinnöllä aikaansaadaan menetelmä ja 20 laite kaasupurkauslamppujen ohjaamiseksi suurella taajuu della, joka lisäksi sisältää valmiiksi himmenninmahdolli-' suuden. On tunnettua, että muuttamalla muuntajan ensiöön " kytketyn vakiojännitelähteen taajuutta saadaan toisiosta .* kuormaan virtaava virta vastaavasti muuttumaan. Tätä peri- 25 aatetta käytetään esillä olevassa keksinnössä sovellettaessa sitä kaasupurkauslamppuihin käyttämällä ohjattua oskillaattoria ohjaamaan invertteriä muuntajan tai kuristimen kautta, jota käytetään rajoittamaan omaa toisiovirtaansa. Tätä menettelytapaa käytetään kaasupurkauslamppujen ohjauk-30 sessa siten, että muutetaan niiden kirkkautta ohjausjännitettä muuttamalla. Muuntajan edellä esitetty käyttö on erityisen sopiva loistelamppujen ohjauksessa erotuksena suuri-intensiteettisistä kaasupurkauslampuista (High Intensity Gaseous Discharge, HID). Pienillä muutoksilla, kuten 35 muuntajan korvaamisella suuritaajuisella kuristimella, voidaan samat tulokset saavuttaa HID-lamppujen ohjauksessa.

Esillä oleva keksintö käsittää suuritaajuisen elek- 2 80560 tronisen tasaajan kaasupurkauslamppuja varten, joka käsittää ohjatun oskillaattorin ja invertterin, jonka anto on lähteenä muuntajalle tai kuristimelle, joka mahdollistaa invertterin käytön ohjaamaan suoraan kaasupurkauslamppua, tasaajalle 5 ollessa erityisesti tunnusomaista se, että ohjatulla oskillaattorilla on kaksi komplementaarista antoa, jotka ovat taajuudeltaan muuttuvia oskillaattorin ainakin yhden ohjaus-oton alaisena, komplementaaristen antojen syöttäessä ohjain-laitetta, joka puolestaan syöttää invertteriä, ohjatun os-10 killaattorin ja ohjainlaitteen ollessa sovitettu saamaan syöttönsä pieni jännitteisestä lähteestä ja invertterin ollessa sovitettu saamaan syöttönsä suuri jännitteisestä lähteestä, himmenninsäätö suoritettaessa muuttamalla oskillaattorin ainakin yhden ohjausoton avulla oskillaattorin taa-15 juutta, jolloin kaasupurkauslampun valonanto muuttuu.

Esillä olevaa keksintöä selostetaan seuraavassa pelkästään esimerkin avulla mukana seuraaviin piirustuksiin viitaten, jossa: kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen suoritusmuodon lohko-20 kaaviota; kuvio 2 esittää loistelampuissa käytettävän kuvion 1 mukaisen tasaajan piirikaaviota; kuvio 3(a) esittää HID-lampuissa käytettävän esillä olevan keksinnön mukaisen tasaajan lohkokaaviota; 25 kuvio 3(b) esittää kuvion 3(a) tasaajan piirikaaviota; kuvio 4 esittää loistelampuissa käytettävän esillä olevan keksinnön mukaisen tasaajan edullista suoritusmuotoa; kuvio 5 esittää esillä olevan keksinnön mukaisessa tasaajassa käytettävän ohjatun oskillaattorin piirikaaviota; 30 kuvio 6(a) esittää käämitystä E-sydämisessä muuntajassa, jota käytetään antomuuntajana loistelamppuja varten tarkoitetussa tasaajassa; kuvio 6(b) esittää kuvion 6(a) muuntajan ekvivalenttista muuntajapiirikaaviota; ja 35 kuvio 6(c) esittää kuvion 6(a) muuntajan annon aaltomuo toja kuormittamattomassa tilassa ja täysin kuormitetussa ti-;·" lassa.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen tasaajan edullisen suoritusmuodon lohkokaaviota ja käsittää suuritaajuisen oh- 11 3 80560 jatun oskillaattorin 1, jossa on kaksi komplementaarista suorakaideaaltoantoa 16 ja 17, joiden taajuutta voidaan muuttaa muuttamalla mitä tahansa oskillaattoriin 1 syötettävää ohjausottoa 10...15· Ohjainpiiri 3 ohjaa invertte-5 rin 4 toimintaa, jolla on anto 24, joka on lähteenä muuntajalle 5, joka suoraan ohjaa lamppua 6 ilman ylimääräisten virtaa tai jännitettä rajoittavien laitteiden tarvetta. Teholähde 8 tuottaa suuren suodatetun DC-jännitteen 21 in-vertterille 4 ja pienen jännitteen 26 (jolla on minimaali-10 nen aaltoilukomponentti lampun välkehdinnän minimoimista ja FM-radiotaajuisen häirinnän vähentämistä varten) oskillaattorille 1 ja ohjaimelle 3· Verkkosyöttö 22 on vaimennettu suurtaajuusvaimennuspiirin 7 kautta siten välttäen suuritaajuisen takaisinkytkennän, joka muutoin saat-15 taisi aiheuttaa TV- ja radiohäiriöitä. Takaisinkytkennän ohjausta 27 käytetään säätelemään invertterin virtaa säätämällä ohjatun oskillaattorin 1 taajuutta niin, että saadaan ylläpidettyä lampusta tuleva valo vakiona verkkojän-nitteen vaihteluiden aikana.

20 Kuvio 2 esittää kuvion 1 lohkokaavion oleellisten kom ponenttien yksityiskohtaista piirikaaviota. Ohjattu oskillaattori 1 sisältää himmenninmahdollisuudet ohjausotoissa 10...15. Komplementaariset otot Q ja Q ohjaavat transistorit Ql ja Q2 ja muuntajan Tl käsittävää vuorovaihepiiriä.

25 Pienjännitteen syöttölähteessä voi esiintyä vaihteluita kytkettäessä virta päälle tai päältä pois tai johdon transienttien aikana, mikä aiheuttaa vastaavia vaihteluita transistorien Q4 ja Q5 vastaaviin ohjausjännitteisiin VI ja V2. Jos jännitteet VI ja V2 putoavat transistorien Q4 30 ja Q5 kynnyshilajännitteiden alapuolelle, saattaa tämä aiheuttaa kummankin johtamisen samanaikaisesti, mikä aiheut- i taa piirihäiriön. Tämän estämiseksi tapahtumasta kyseisessä tilanteessa, kuten päällekytkettäessä, jolloin esiintyy pieni pienijännitteisen teholähteen yli ole-35 van elektrolyyttisen suodatinkondensaattorin varaamiseen liittyvä viive, ilmaisee pienjänniteilmaisin 2 kyseiset muutokset pienjännitejohdossa ja ohjaa transistorien Ql ja 4 80560 Q2 toimintaa sarjakytkimeksi järjestetyn transistorin Q3 kautta, joka kytkee Ql:n ja Q2:n emitterit pienjännitekis-kon maahan. Kondensaattori CIO tasoittaa aaltoilut, joita esiintyy kytkettäessä transistorien Q1 ja Q2 emitterit.

5 Muuntajan Tl antokäämit on järjestetty varmistamaan, että transistorit Q1! ja Q5 eivät koskaan ole molemmat samaan aikaan johtavia. Zener-diodit Zl, Z2, Z3 ja Z4 suojaavat transistorien Q4 ja Q5 hiloja suurjännitepulsseilta, jotka kytkeytyvät piirissä esiintyvien lähde-hilan tai nielu-hi-10 lan hajakapasitanssien kautta, sekä myös miltä tahansa muilta transienteilta. On tietysti ymmärrettävää, että kuvion 2 puolisiltainvertteri esittää vain edullista suoritusmuotoa; kokosiltainvertteriä tai vuorovaiheinvertteriä bipolaari- tai mosfet-kytkentätransistorei11a varustettuna 15 voidaan myös käyttää. Transistorien ja Q5 hila-lähde-liitoskapasitanssien yhteydessä olevat resistanssit R3, R1* ja R7 valitaan niin, että jännitteillä VI ja V2 on seuran-tanopeus, joka sopii teho-mosfetien ohjaamiseen.

Invertterin anto on suoraan kytketty muuntajaan T2 ja 20 varistoriin 20 transistorien Q4 ja Q5 suojaamiseksi ensiön ; induktiivisilta suurjännitepiikeiltä, joita esiintyy, kun .: lamppu 30 poistetaan tai asennetaan paikoilleen piirin ol lessa toiminnassa, tai mahdollisesti muuntajan toisio oiko-suljetaan, tai muilta vastaavilta tekijöiltä. Virtaa il-25 maisevaa vastusta RIO käytetään säätelemään invertterin virtaa ohjatun oskillaattorin taajuutta säätämällä ja ylläpitämään vakiona lampun antamaa valoa verkkojännitteen vaihteluiden aikana. On kuitenkin huomattava, että ohjattu oskillaattori 1 voi käsittää myös mikroprosessorin, mis-30 sä tapauksessa pienjänniteilmaisin 2 tulisi liittää mikroprosessoriin pikemminkin kuin esittää erillisenä yksikkönä.

: Esillä olevan keksinnön mukaiset tasaajat voivat käsit- ' tää useamman kuin yhden muuntajan usean lampun toiminnan ohjaamiseksi samassa järjestelmässä.

35 Kuvio 3(a) esittää, kuinka tasaaja voidaan helposti so- vittaa ohjaamaan HID-lamppua. Kondensaattorin C3 lisääminen auttaa lisäämään antomuuntajan T2 toision ylitystä ja

II

. 5 80560 siten auttamaan lampun 30 sytyttämistä, kuten on laita ma-talapaineisella natriumlampulla.

Kuvassa 3(b) sytytyspiirin 31 lisäystä muuntajan 32 antoon voidaan käyttää HID-lampuilla. Käynnistinpiiri 33 5 aloittaa lampun 30 sytytyksen. Kun lamppu 30 on sytytetty, erotetaan sytytin 31 piiristä. On myös ymmärrettävä, että käynnistyspiiri voidaan integroida mikroprosessoriin.

Viitataan nyt kuvioon 4, joka on esillä olevan keksinnön tasaajan edullisen suoritusmuodon piirikaavio loiste-10 lampun ohjaamiseksi.

Verkkosyöttö vaimennetaan suuritaajuisten radiohäirin-tävirtojen suhteen, jotka syntyvät tasaajan suurtaajuustoi-minnasta ja kulkeutuvat verkkosyöttojohtoihin. Suurtaa-juusvaimennin 40 käsittää luonteeltaan suurihäviöisen ren-15 gassydämen, johon on käämitty kaksi kierroslukumäärältään yhtä suurta johdinsarjaa. Näissä johtimissa kiertävät virrat ovat sellaisia, että niiden vastaavat vuot vastustavat toisiaan, minkä seurauksena mitään 50 Hz:n verkkovirran vastetta ei virra järjestelmään. Vain suurtaajuussignaa-: 20 lit suodatetaan vaimentimen suorittamalla LC-alipäästösuo- datuksella.

.! Diodit D1-D4 tasasuuntaavat verkkosyötön, mikä johtaa kokoaaltoantoon. Pieni kuristin 41 rajoittaa elektrolyyttiseen suodatinkondensaattoriin C3 virtaavia syöksyvirtoja. 25 Tuloksena saatavalla DC-antojännitteellä V^ y on maan GND1 suhteen hyväksyttävissä oleva aaltoilukomponentti lampun antaman valon välkehdinnän minimoimiseksi.

Antotehoaste käsittää transistorit Q6-Q7, kondensaattorit C11-C12 ja antomuuntajan T2 "puolisiltajärjestelmäksi" 30 muodostettuna. Muuntajan T2 yli rinnan oleva metallioksi-divaristori 42 rajoittaa kaikkia muuntajan T2 induktiivisesta luonteesta johtuvia transientteja tai piikkejä; huonosta kuormasta 43, antomuuntajan T2 hetkellisestä oikosul-kemisesta tai viallisesta lampusta 43 johtuvia. Kytkentä-35 elementit Q6 ja Q7 voivat olla tehobipolaari- tai mosfet-transistoreita.

6 80560

Ohj ainaste

Verkkosyöttö alennetaan käyttäen kondensaattoria C4, tasasuunnataan käyttäen siltadiodeja D5-D8, suodatetaan käyttäen kondensaattoria C5 ja säädetään jännitteensääti-5 mellä VR. Säädetty jännite VRV, maan GND2 suhteen, syöttää ohjausyksikköä 44 ja ohjainpiiristöä sekä muita mukaan sisällytettyjä valinnaisia piirejä.

Ohjausyksiköllä 44 on kaksi komplementaarista loogista antoa Q ja joiden taajuutta voidaan vaihdella "ohjaus-10 ottojen" sarjan 45 kautta. Ohjausyksikkö 44 voi olla mikroprosessori, CMOS-integroitu piiri tai vastaava laite.

Komplementaariset annot Q ja Q ohjaavat vuorovaihejär-jestelyä, joka koostuu transistoreista Q4-Q5 ja muuntajasta Tl, vastaavasti resistanssin ja kapasitanssin käsittä-15 vien kytkentöjen R-^q, C8 ja ja C9 kautta. Muuntajan

Tl kahdella toisiokäämien sarjalla on komplementaariset annot A ja B, jotka ohjaavat transistoreita Q6 ja Q7 vastaavasti rajoitusvastusten R8 ja R9 kautta.

Vuorovaihejärjestely voidaan saattaa toimintaan tai ‘ : 20 toiminnasta pois transistorit Ql, Q2 ja Q3 käsittävän suo- ' japiirin kautta. Tämä suojapiiri saattaa toimimattomaksi ·.: vuorovaihepiirin, transistorit Q4-Q5. Tätä piiriä käyte- ·': tään siltä varalta, että verkkojännite putoaa turvallisen arvon alapuolelle johdon jännitteenvaihtelun tai tehon nos-25 to- tai laskutilanteiden johdosta, alentaen siten muuntajan Tl toisiolla olevia jännitteitä A ja B transistorien Q6 ja Q7 kynnysjännitteen minimitason alapuolelle. Tämä johtaisi transistorit Q6 ja Q7 niiden lineaariselle toiminta-alueelle ja oikosulkisi suurjännitelähteen; tuloksena 30 saattaisi olla transistorien Q6-Q7 vahingoittuminen.

·.* Piirin toiminta voidaan selittää seuraavasti: tarkas- : teilaan tilannetta, kun syöttölähde kytketään ON-tilaan, tällöin alkaa VRy kasvamaan C6:n varautuessa. Zenerdiodi Z1 johtaa tietyllä jännitteellä VRV, saattaen siten tran-35 sistorin Ql ON-tilaan vastuksen R4 kautta, kun taas transistori Q2 tulee OFF-tilaan ja transistori Q3 ON-tilaan vastuksien R7 ja R6 kautta. Tietty hystereesi syntyy pii- li 7 80560 riin vastuksen R12 kautta seuraavasti: Kun Q2 on OFF-ti- lassa, saa sen kollektorissa oleva jännite arvon "HIGH" suhteessa maahan GND2. Lisävirta syötetään Ql:n kantaan vastusta R12 käyttäen sen saattamiseksi edelleen kylläs-5 tystilaan. Transistorin Q1 saattamiseksi jälleen OFF-ti-laan, täytyy jännitteen V^y pudota muutaman voltin verran vertailu-zenerdiodin Z1 toiminnasta riippumatta. Siten mikään vuorovaiheohjaimen toimintaan saattamisesta johtuva jännitteen V^y alennus ei edelleen aiheuta järjestelmän 10 toimimattomaksi saattamista vaan estää loisvärähtelyn.

Himmentäminen

Kuvio 5 esittää kuvion 1 järjestelyä oskillaattorin 1 ohjaamiseksi, joka käsittää astabiilin multivibraattorin, 15 jonka taajuus riippuu ulkoisesta vastuksesta R ja ulkoisesta kondensaattorista C. Kumpaakin näistä osista voidaan vaihdella ulkoisesti sovitettavalla rinnakkaisvastuksella; eli muuttuvalla vastuksella 40 tai mosfet-transistorilla, jotka ovat vastuksen 46 tai optoeristimien 41 ja 42 kanssa 20 sarjassa. Käytetty valintakytkin 48 on esitetty vain esimerkkinä, muut laitteet ovat myös mahdollisia.

Oskillaattorin 1 taajuus voi riippua resistanssista, kapasitanssista tai digitaalisesta datasta, kuten on selostettu kuvion 5 yhteydessä. Valovastusta voidaan käyttää 25 automaattisen himmenninsäädön yhteydessä, jolloin ympäristön valaistusta valvotaan sopivassa paikassa lampun sijaintipaikan läheisyydessä. Kutakin valaistusyksikköä voidaan ohjata erillisellä valokennolla, tai yhteisellä kennolla, joka ohjaa tasaajien ryhmää. Säädöt kussakin yksi-30 kössä ovat mahdollisia vaaditun valotiheyden tason täyttämiseksi tietyllä alueella ja voidaan suorittaa paikan päällä. Yksikkö voidaan säätää tehtaalla tietylle valoannolle. Suurin valoanto liittyy pienimpään taajuuteen ja päinvastoin.

35 Itsenäisesti toimivat tasaajat erillisten valokennojen kanssa käytettynä aikaansaavat tasaisemman valojakautuman ja ylimääräisen valokennon kustannus on pieni murto-osa yk- e 80560 sikön kokonaiskustannuksista.

Hämmennys sopii kokosilta- ja puolisiltainverttereihin ja se voidaan liittää loiste- ja HID-lamppuihin.

Oskillaattori 1 voi olla astabiili integroitu piiri, 5 jolla on komplementaariset annot Q ja Q tai mikroprosessori .

Invertterin h taajuusvaihtelu voi olla resistanssin suora funktio, siksi muuttuvaa resistanssia ^0 tai potentiometria, valovastusta tai optoeristintä jne. voidaan 10 käyttää tehokkaaseen himmennyksen säätöön. Vaihtoehtoisesti taajuus voi olla kapasitanssin *J5 suora funktio ja him-mennystä ohjataan muuttuvalla kondensaattorilla kuten kapa-sitiivisellä muuttajalla tai mikrofonilla jne., edelleen molempia edellä mainittuja tyyppejä, resistanssiin ja kapa-15 sitanssiin perustuvia, voidaan käyttää yhtäaikaa edellyttäen, että vastaavat toimintasäätimet ovat olemassa. Käytännössä kaukosäädössä on helpompaa muuttaa vastusta kuin huolehtia pitkän matkan siirtolinjoihin kohdistuvien kapa-sitiivisten vaikutusten seurauksista. Lisäksi käytettäes-20 sä optoeristintä saavutetaan suurjännitepiikkien eristys.

Suurinta valoantoa vastaava pienin taajuus määrätään : RC-aikavakiolla. Pienimpään valoantoon liittyvä suurin taajuus vastusohjauksen tapauksessa määrätään vastuksella Rl ja ulkoisella säätövastuksella *10, jotka ovat rinnan - 25 vastukseen R nähden, kuten kuviossa 5 on esitetty.

Mikroprosessorijärjestelmä

Tasaajan koon kasvaessa, johtuen komponenttien lukumäärän kasvusta, joka puolestaan johtuu toimintavaatimusten 30 kasvamisesta, kuten virran säädöstä, valon säädöstä, ylikuormituksen ilmaisusta, ylijännitesuojauksesta jne., jotka vaikuttavat huomattavasti tasaajan pitkäaikaiskäytön luotettavuuteen, tulee mikroprosessorista välttämätön.

Kokonaistoimenpidesarjan lukuisten toimintojen testaa-35 miseksi, sellaisten kuten edellä on mainittu, katsotaan sisältyvän softwareen. Todellinen toiminta suoritetaan prosessorien piirilevyllä olevien porttien kautta, joko suo-

II

9 80560 raan tai muutaman ulkoisen komponentin kautta. Prosessorin toiminnan valvonta liittyy osin tapaan, jolla software on pakattu, ja on kriittinen prosessorin nopeudelle kyetäkseen aikaansaamaan tarvittavat signaalit invertterin ajami-5 seksi, ja valvoo samanaikaisesti kaikkia ohjausotto- ja muita tarvittavia parametreja, jotka määräävät tasaajan vaaditun tilan. Tästä voidaan pohjimmiltaan tehdä yhteenveto siitä, kuinka invertterin tulisi toimia, jos (i) kuorma on oikosuljettu, (ii) kuormavirta ylittää varmuusrajan, 10 (iii) syöttöjännite putoaa kriittisen tason alapuolelle, tai ylittää kriittisen tason, (iv) kuormaa väärinkäytetään, mikä aiheuttaa vakavia transientteja invertterille, (v) käytetään nollailmaisinta, jossa invertteri on saatettu 0N-tilaan, (vi) käytetään soft-start -toimintaa hehkulangan 15 kuormituksen minimoimiseksi jne. Mikroprosessorin ohjaus-otto voi olla analogisessa tai digitaalisessa muodossa. Va-lokennosta, potentiometristä tai pienjännitteestä saatava analoginen informaatio muunnetaan digitaaliseen muotoon piirilevyllä olevan AD-muuntimen kautta analyysia varten.

20 Looginen data voi olla sarja- tai rinnakkaismuodossa, ja voidaan vastaanottaa piirilevyllä olevan portin kautta ennen diagnoosia. Käyttämällä sarjamuotoista kommunikaatiota tasaajien välillä voidaan käyttää hyväksi keskusohjaus järjestelmää ohjaamaan suurta lukumäärää tasaajia suo-25 riutumaan samalla tavoin vai vieläpä eri tavoin niiden paikallisten tehtävien mukaisesti. Kukin tasaaja, tai tasaajien ryhmä, voidaan tunnistaa sarjamuotoisella osoitteella, joka vastaanotettaessa käännetään sen tunnistamiseksi, mitä tasaajaa vaaditaan suorittamaan vaaditut tehtävät. Kuta-30 kin tasaajaa voidaan vaatia suorittamaan tehtävänsä omassa vaiheessaan tai etäisesti silloin, kun niihin osoitetaan ulkoisesti. Manuaalinen toiminta on myös mahdollista käyt-tämällä yksinkertaisesti kytkintä valokennon poistamiseksi piiristä ja potentiometrin kytkemiseksi siihen.

35 - Software-pakkaus: Tämä osa havainnollistaa yhtä mah dollista software-lähestymistapaa, jossa käytetään mikroprosessoria piirilevyllä olevan RAM:in kanssa, ohjel- ίο 80560 moitavaa ajastinta, digitaalisia ja analogisia I/O-portteja ja ROMria, joka sisältää vaaditun käyttäjän softwaren.

Ajastinta käytetään keskeyttämään mikroprosessori yhtä 5 pitkinä aikajaksoina, joiden aikana invertterin ohjai men antojen Q ja Q tilat vaihdetaan. Nämä aikajaksot määräävät tasaajan toimintataajuuden ja niitä voidaan vaihdella pääohjelman tuottaman aikavakion kautta. Palattuaan keskeytysrutiinista prosessori jatkaa usei-10 den ohjausottosignaalien tarkistuskäsittelyä ajastimen aikavakion säätämiseksi himmennystä varten niin vaadittaessa, tai saattaa invertterin estotilaan kriittisellä verkkojän-nitteellä, kunnes se jälleen keskeytetään. Tästä käsittelystä tulee keskeinen, jos mikroprosessori on hidas. Tulok-15 sena on, että aikajakso, joka vaaditaan koko valvontaohjelman käsittelemiseksi, voi huomattavasti ylittää toiminnan todellisen taajuuden. Tämä tarkoittaa sitä, että prosessori keskeytetään monta kertaa valvontaohjelman ajon aikana, siten prosessori vaatii pienen viiveen vastatakseen valon 20 muutokseen, tai muihin käskyihin, joita se on ohjelmoitu suorittamaan.

: Antomuuntajan rakenne (loistelamput)

Kuvioihin 6(a), (b) ja (c) viitaten kuvion 2 (kuvio 25 6(a)) muuntaja T2 käsittää E-sydämisen muuntajan. Ensiö- käämi N1 on käämitty erilleen toisiokäämistä N2 keskihaa-ran kauimmaisiin päihin. Tällä tavoin saavutetaan heikko kytkentä 0Q ensiö- ja toisiokäämien N1 ja N2 välillä, mikä johtaa pieneen kytkentäkertoimeen. Kuvioon 6(b) viitaten 30 voidaan ensiö esittää resistiivisellä komponentilla Rl, induktiivisilla vuotokomponenteilla L^l, rinnakkaismagne-tointikomponenteilla Rm, Lm, jotka ovat tavallisesti hyvin suuria ja voidaan jättää huomioimatta, ja ensiön johdin-kierrosten lukumäärällä Nl. Toisio voidaan esittää johdin-35 kierrosten lukumäärällä N2, sarjakäämiresistanssilla R2 ja vuotoinduktanssi1la l/2. Tämä muuntajan rakenne sallii suuret rajoitusinduktanssit L il ja l£ 2, jotka ovat vastuus- li . n 80560 sa tehon rajoittamisesta muuntajan toision kuormaan rajoittamalla kuormavirtaa. Tämä tekniikka poistaa virtaa rajoittavan kuristimen tarpeen muuntajan toisiossa, estäen ylimääräisiä häviöitä. Suuri toisioinduktanssi johtaa 5 myös huomattavaan toisioaaltomuodon ylitysvärähtelyn määrään ylityksen ollessa luokkaa 2 tai 3 kertaa kuormittamattoman jatkuvan tilan antojännitteen huipun. Tämä ylitysvä-rähtelyilmiö auttaa loisteputken sytyttämistä, tai tiettyjä toisiossa käytettyjä purkauslamppuja. Lampun syttyessä 10 pienenee lamppuihin ja hehkulankoihin menevä teho samanai kaisesti. Tämän ominaisuuden ilmeinen etu heijastuu hehku-langan tehon säädössä siten, että lampun ollessa "OFF"-ti-lassa, on hehkulankoihin tulevan tehon tehollisarvo sopiva hehkulangan kuumentamiseksi, ja on suunnilleen yhtä suuri 15 kuin: P hehkui (OFF) = (V hehkui x I hehkui) = (-N ) x V ensiö (teholl) x I hehkui (teholl) 20 (Np = ensiön johdinkierrosten luku määrä) (N hehkui = hehkulangan kierrosten lukumäärä)

Lampun syttymisen jälkeen pienenee hehkulankoihin menevä 25 tehollisvirta arvoon (I1 hehkui < I hehkui), jossa hehku- lankoihin kohdistuva kuorma on pienentynyt: P hehkui (ON) = K x 0,578 (-N· h^p-k—) Vp x I’ hehkui (teholl) 30 missä K = korjauskerroin kolmioaaltomuodon huippuamplitudin vähennykselle jatkuvan tilan ottojännitteen suora-kaideaallon huipusta Vp (kuvio 6(c)).

35 K on pienempi kuin yksi ja riippuu lampun yli olevasta jännitteestä.

. is 80560

Ensiön ja toision johdinkierrosten suhde määrää toisio-jännitteen, joka vaaditaan lampussa olevien kaasujen läpilyöntiin. Vaadittava teho kuormaa varten määräytyy kuitenkin ensiön johdinkierrosten lukumäärästä ja taajuudesta, 5 jolla muuntaja toimii. Tätä ainutlaatuista ominaisuutta, joka johtuu muuntajan oton induktiivisesta luonteesta, käytetään hyväksi himmennettäessä, jolloin ottolähteen taajuuden lisääminen johtaa kuormatehon pienenemiseen.

Toisiojännitteessä ei esiinny kuitenkaan muita muutok-10 siä kuin pieni kuorman kapasitiivisestä luonteesta johtuva lasku, mikä ei johda mihinkään merkittävään muutokseen hehkulangan tai putken jännitteessä millään himmennystasolla, mikä edelleen aikaansaa sen, että putki syttyy pienimmällä himmennetyllä tasollaan samalla tavalla kuin täyden valon 15 tasossaan sytytysajassa ollessa vain pieni ero. Hehkulankoihin syötetty teho muuttuu vähän toimintataajuuden muuttuessa, koska hehkulankojen tehollisjännite ei muutu sytytyksen aloitusvaiheessa.

Siellä missä antomuuntajia ei käytetä, voidaan käyttää 20 kuristimia virran rajoittamiseen. HID-lampuissa toision ylitysvärähtely auttaa pienentämään elohopeakaasulamppujen, natriumlamppujen ja vastaavien lamppujen ei-toivottua uu-delleensytytysaikaa tilapäisen tehohäiriön aikana. Lampun yli oleva arvoltaan sopiva kondensaattori maksimoisi nämä 25 ylitysvärähtelyt sopivalle tasolle. Tätä ominaisuutta voidaan käyttää matalapaineisessa natriumlampussa - jossa vaaditaan yli 600 voltin suuruinen jännite lampun sytyttämiseksi, joka helposti saavutetaan kuristimiin varastoidulla energialla; tätä voidaan soveltaa myös E-sydämisiin muunta-30 jiin.

Esillä olevaa keksintöä käyttämällä saavutetaan merkittäviä energiasäästöjä ja lamppujen elinikä kasvaa. Tämä johtuu siitä, että suurempi toimintataajuus lisää hyötysuhdetta arviolta 10 %. Vastaavasti tehon syöttöä voidaan vä-35 hentää tietyllä valon intensiteetillä, siten pidentäen lam pun elinikää. Suurempitaajuisen toiminnan sivuhyötynä on se, että purkauslamppujen ei-toivottava haitallinen välkeh- 13 80560 dintä voidaan eliminoida. Tällä on merkittävä turvallisuusetu, koska 50 Hz:in stroboskooppi-ilmiö, joka voi johtaa siihen, että pyörivät koneet näyttävät olevan paikallaan, eliminoituu myös, koska lampun taajuus on noin 20 5 kHZ eli huomattavasti mekaanisia laitteita korkeammalla. Lisäksi tällä taajuudella elektroninen tasaaja on kohina-ton.

Lamppuja kyetään ajamaan tehokertoimella yksi tai lähellä sitä. Tämä merkitsee sitä, että tavalliset korjaus-10 kondensaattorit, jotka on täytynyt asentaa tasapainottamaan tasaajan induktanssia, voidaan eliminoida. Tietyllä tehotasolla lamppujen ohjaamiseksi vaadittava virta on siten pienentynyt, ja samalla johtimien, liitäntänapojen jne. koko.

15 Lisähyötynä lamppujen kasvaneesta hyötysuhteesta on se, että valaistuun tilaan vaikuttavaa lämmitysvaikutusta voidaan pienentää. Tarkastellaan esimerkkinä toimistoa, jossa on kymmenen neljänkymmenen watin lamppua, joista kukin kuluttaa tasaajassa kymmenen wattia. Kuumennusteho on 100 20 wattia - merkittävä ylimääräinen kuorma ilmastointilaitteen käsittelemälle 650 - 1000 watin kuormalle.

Tasaajaa voidaan käyttää suurella kuorma-alueella vaihdellen matalapaineisista suuripaineisiin kaasulla täytettyihin laitteisiin. Loisteputkien välitön käynnistys an-25 taa paremman valon antotehon suhteen.

Claims (6)

14 80560

1. Suuritaajuinen elektroninen tasaaja kaasupurkauslamp-puja varten, joka käsittää ohjatun oskillaattorin (1) ja in-vertterin (4), jonka anto (24; Q6) on lähteenä muuntajalle 5 (5; T2; 32) tai kuristimelle (8), joka mahdollistaa invert- terin (4) käytön ohjaamaan suoraan kaasupurkauslamppua (6; 30), tunnettu siitä, että ohjatulla oskillaattorilla (1) on kaksi komplementaarista antoa (16, 17; Q, Q), jotka ovat taajuudeltaan muuttuvia oskillaattorin (1) ainakin 1° yhden ohjausoton (10-15) alaisena, komplementaaristen antojen (16, 17; Q, Q) syöttäessä ohjainlaitetta (3; Ql, Q2), joka puolestaan syöttää invertteriä (4), ohjatun oskillaattorin (1) ja ohjainlaitteen (3; Ql, Q2) ollessa sovitettu saamaan syöttönsä pieni jännitteisestä lähteestä (LY) ja 15 invertterin (4) ollessa sovitettu saamaan syöttönsä suuri- jännitteisestä lähteestä (HV), himmenninsäätö suoritettaessa muuttamalla oskillaattorin (1) ainakin yhden ohjausoton (10-15; 45) avulla oskillaattorin (1) taajuutta, jolloin kaasupurkauslampun (6) valonanto muuttuu.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suuritaajuinen elektro ninen tasaaja, tunnettu siitä, että muuntaja (5; T2) on E-sydäminen muuntaja, jossa ensiö- ja toisiokäämit ovat keskihaaran vastakkaisissa päissä.

3. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen suu-25 ritaajuinen elektroninen tasaaja, tunnettu siitä, että ohjainlaite (3) käsittää invertteriin (4) kytketyn vuo-rovaihetransistoripiirin (Ql, Q2) muuntajan (Tl).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen suuritaajuinen elektroninen tasaaja, tunnettu siitä, että vuorovaihepiiri 30 (Ql, Q2) saatetaan toimimaan tai toimimattomaksi suojapii- rillä, joka saattaa vuorovaihepiirin (Ql, Q2) toimimattomaksi, kun verkkojännite putoaa ennalta määrätyn tason alapuolelle johdon jännitevaihteluiden tai tasaajan tehon noston tai tehon laskun takia.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen suuritaajuinen elektro ninen tasaaja, tunnettu siitä, että suojapiirin muodostaa pieni jännitteinen anturi (2), joka on kytketty transistorin (Q3) välityksellä vuorovaihetransistorien (Ql, II is 80560 Q2) emittereihin ja pieni jännitteisen kiskon maahan.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen suu-ritaajuinen elektroninen tasaaja, tunnettu siitä, että pieni jännitteinen ja suuri jännitteinen lähde johdetaan 5 vaihtovirtaverkkosyötöstä (A, N) suurtaajuusvaimentimen (40) kautta.