FI94918C - Esikytkentälaite purkauslamppua varten - Google Patents

Description

94918

Esikytkentälaite purkauslamppua varten

Keksinnön kohteena on esikytkentälaite purkauslamppua varten, joka on järjestetty rinnakkain sarjaresonanssipiirin kondensaattorin suhteen vaihtosuuntaajan kuormituspiiriin, joka vaihtosuuntaaja on yhdistetty tasajännitelähteeseen ja jota ohjataan taajuusgeneraattorilla, jonka taajuus on muutettavissa ohjausosalla sarjaresonanssipiirin resonanssitaa-juutta lähinnä olevan käyttötaajuuden ja tämän yläpuolella olevan joutokäyntitaajuuden välillä.

Julkaisusta DE-PS 30 14 419 on tunnettua mitata lamppuvirta.

Jos se on liian korkea, käytetään bistabiilia kytkentälaitetta, joka oikosulkee vaihtosuuntaajan muuntajan.

Julkaisusta DE-PS 31 52 951 on tunnettua, että kytkettäessä esikytkentälaite monostabiili kiikku siirtyy epästabiiliin tilaan, jossa se oikosulkee ylimääräisen käämin vaihtosuuntaajan muuntajassa, niin että tämä työskentelee korkealla taajuudella. Tällä korkealla taajuudella lampussa on pienempi jännite, jolla ei voi tapahtua sytytystä. Lampun kuumen-nuskierukat voivat kuitenkin kuumentua ja säteillä siihen asti, kunnes monostabiili kiikku on palautunut stabiiliin tilaan. Sen jälkeen kun kiikku on palautunut, ylimääräisen käämin oikosulku kumotaan jälleen, minkä johdosta vaihtosuuntaaja toimii alhaisemmalla taajuudella, joka on lähellä sarjaresonanssipiirin resonanssitaajuutta. Lamppu on kytketty rinnan sarjaresonanssipiirin kondensaattorin suhteen. Alhaisemmalla taajuudella muodostuu kondensaattorissa ja lampussa resonanssin johdosta korotettu jännite, joka riittää sytytykseen.

* ·

Julkaisusta DE-OS 32 08 607 on tunnettua järjestää kaksi taajuusgeneraattoria vaihtosuuntaajan ohjaamiseksi, joista ' toinen tuottaa suunnilleen toimintataajuuden ja toinen tämän yläpuolella olevan joutokäyntitaajuuden. Kahden generaattorin sijasta voidaan järjestää myös säädettävä generaattori.

Ensin kytketään korkea joutokäyntitaajuus, jossa ei voi ta- 94918 2 pahtua vielä mitään sytytystä. Tällöin lampun elektrodit esikuumennetaan. Elektrodivastuksen suuren positiivisen läm-pötilakertoimen johdosta valitsemalla kynnysarvokytkimen vastekynnys vastaavasti voidaan tunnistaa, onko elektrodit esikuumennettu jo riittävästi. Jos näin on asianlaita, niin kynnysarvokytkin alkaa toimia ja alhaisemman taajuuden omaava generaattori kytketään tai - jos on järjestetty säädettävä generaattori - taajuutta alennetaan toimintataajuuden suuntaan, niin että sytytys voi tapahtua.

Julkaisusta WO-A 82/01276 tunnetaan esikytkentälaite, joka käsittää ylivirtadetektorin vaihtosuuntaajan tyristoreille, joka ylivirtadetektori reagoi silloin kun molemmat tyristorit ovat johtavia. Tässä tapauksessa tyristorit kytketään pois päältä.

Lisäksi julkaisusta DE-A 3,423,266 on tunnettua kytkeä lampun kuristimella mittauskäämi, joka aiheuttaa sytytystilan ilmaisevan signaalin, joka johdetaan valvontakytkentään. Val-vontakytkentä määrittää signaalista värähteleekö kuristimen sisältävä sarjaresonanssipiiri sytytystaajuudella ilman merkittävää lampun aiheuttamaa vaimennusta, mikä on tilanne syttymättömällä lampulla, vai onko sarjaresonanssipiiri palavan lampun vuoksi vaimentunut. Valvontakytkennän vastaavan ilmoituksen ottaa vastaan vaihtosuuntaajaa ohjaavan oskillaattorin prossessinohjain. Prosessinohjain ohjaa oskillaattoria siten, että oskillaattori värähtelee toisiaan seuraa-vissa, ennalta määrätyn pituisissa jaksoissa ensin korkealla alkutaajuudella, sitten alennetulla lämmitystaajuudella, sitten edelleen alennetulla sarjaresonanssipiirin resonanssi-." taajuudella ja lopuksi vielä alennetulla käyttötaajuudella.

Kun valvontakytkennän sytytystaajuinen signaali ilmaisee, ettei lamppu ole syttynyt, palauttaa prosessinohjain oskillaattorin takaisin alkutaajuudelle ja operaatio toistetaan.

3 94918

Keksinnön tehtävänä on saada aikaan esikytkentälaite, jonka toimintavarmuutta on parannettu erilaisten parametrien valvonnan ja tulkinnan avulla, jolloin parannetun toimintavarmuuden vaatimus täytetään etenkin toteuttamalla useimmat komponentit integroiduilla puolijohdesiruilla.

Tehtävä ratkaistaan patenttivaatimusten tunnusomaisilla tunnusmerkeillä, jolloin vaatimusten yhdistelmää pidetään teh-täväasettelun erittäin edullisena ratkaisuna.

Piirustuksissa:

Kuvio 1 on esikytkentälaitteen lohkokaaviokuva ja

Kuvio 2 esittää vaihtosuuntaajan ohjausjännitteen ajallista kulkua verrattuna lampun kokonaisvirtaan.

Kuviossa 1 esitetty lohkokytkentälaite koostuu useista moduuleista, joita selitetään seuraavassa järjestyksessä.

Moduli A on liitetty vaihtovirtaverkkoon ja se toimii suur-taajuusyliaaltosuotimena verkkotaajuuden harmonisten yliaaltojen pienentämiseksi sekä kipinäsuojausta varten. Se on muodostettu tavanomaisella tavalla ja sisältää kuristimet LI ja L2 sekä kondensaattorit Cl, C2, C3 ja C4.

Moduliin A on liitetty moduli B. Tämä koostuu ainoastaan kaaviomaisesti esitetystä tasasuuntaajasillasta, jossa on suodatuskytkentä. Modulin B liitännässä 16 on käytettävissä n. 250 V:n +-tasajännite.

r 94918 4

Moduliin B on yhdistetty moduli K, joka toimii modulista B otettua tasavirtaa vastaavan jännitteen Ueg tuottamiseksi.

Moduli K koostuu vastuksesta Rl, jonka rinnalle on kytketty kuristimesta L2 ja kondensaattorista C5 koostuva sarjakyt-kentä. L2:n ja C5:n välisestä liitospisteestä voidaan ottaa jännite [Jjq.

Moduli M toimii modulilla B tuotettua tasajännitettä vastaavan oloarvojännitteen Uq tuottamiseksi. Moduli M on yhdistetty modulin B liitäntään 16 ja se koostuu vastusjännit-teenjakajasta R2/R3, jolloin vastus R3 on kytketty rinnakkain kondensaattorin C6 suhteen. Jännitteenjakopisteestä otettava jännite Uq on verrannollinen modulista B liitäntä-pisteestä 16 saatavaan tasajännitteeseen, mutta kuitenkin pienempi kuin tämä.

Moduli C on vaihtosuuntaaja, joka tuottaa modulilla B tuotetusta tasajännitteestä muuttuvan vaihtojännitteen. Tätä varten moduliin C syötetään vaihtojännite myöhemmin selitettävästä modulista E vuorovaihemuuntajan Tl käämiin L3. Vuoro-vaihemuuntajassa Tl on sekundaarisivulla kaksi käämiä L4 ja L5. Käämissä L4 muodostuva jännite syötetään kenttävaiku-tustransistorin FET1 veräjäliitäntään vastuksen R4 kautta, jonka rinnalle on kytketty diodi Dl. FET1:n veräjällitännän ja lähdeliitännän väliin on kytketty kaksi sarjaan, mutta vastakkaisesti kytkettyä zenerdiodia 21 ja Z2. Vuorovaihemuunta jän Tl käämissä L5 muodostuva jännite syötetään kent-tävaikutustransistorin FET2 veräjäliitäntään vastuksen R5 kautta, jonka rinnalle on kytketty diodi D2. FET2:n veräjä-liitännän ja lähdeliitännän väliin on kytketty kaksi sarjaan, mutta vastakkaisesti kytkettyä zenerdiodia Z3 ja Z4. Vastukset R4 ja R5 ovat suurohmisia ja ne toimivat FETtien kytkennän viivästystä varten. Diodien Dl ja D2 tehtävänä on taata FETtien nopea katkaisu. Tällä tavalla on saatava aikaan se, että molemmat FETtit eivät ole koskaan samanaikaisesti täysin johtavia, koska tämä aiheuttaisi oikosulun. Ze-nerdiodien Zl, Z2, Z3 ja Z4 tehtävänä on suojata FETtien t s 94918 veräjäliitäntöjä jännitteiltä. Muutoin modulin C vaihtosuuntaaja on rakenteeltaan tavanomainen ja sen toiminta on tunnettu, niin että tässä voidaan luopua yksityiskohtaisemmasta selityksestä.

Vaihtosuuntaajan muodostavan modulin C ulostuloon on liitetty kaasunpurkauslampun L sisältävä kuormituspiiri, joka on esitetty modulina E. Tämä sisältää kaasunpurkauslampun L lisäksi kuristimesta L6 ja kondensaattorista CIO muodostetun sarjaresonanssipiirin. Kondensaattori C9 toimii erotusta varten. Värähtelypiirikondensaattori CIO on rinnakkain kaasunpurkauslampun L suhteen. Sarjaresonanssipiirin käytöllä on useita tunnettuja etuja. Ennen kaasunpurkauslampun L sytyttämistä vaihtovirta virtaa lampun kuumennuskierukoiden läpi rinnakkaiskondensaattorin CIO yli. Siten kuumennetaan kuumennuskierukat ja ne saatetaan säteilemään. Kun modulista C moduliin E syötetyn jännitteen taajuus on lähellä sarjaresonanssipiirin L6/C10 resonanssitaajuutta, niin rinnakkais-kondensaattorissa CIO tapahtuu jännitteenkorotus, jota käytetään lampun L sytyttämiseksi. Sytytyksen jälkeen lamppu L madaltaa sarjaresonanssipiirin hyvyyslukua ja lampun L jännite laskee, koska lamppu L on tällöin johtava. Kuristin L6 toimii nyt lampun virranrajoittimena. Lampun L kestoiän parantamiseksi pyritään lampun L kuumennuskierukoita esikuu-mentamaan ennen sytytystä riittävän pitkään. Tämän aikaansaamiseksi moduliin E syötetään ensin jännite taajuudella, joka on niin paljon sarjaresonanssipiirin L6/C10 resonanssi-taajuuden yläpuolella, että lampun L kuumennuskierukat tosin kuumenevat, mutta lampun L sytytystä ei kuitenkaan vielä tapahdu, koska rinnakkaiskondensaattorissa CIO laskeva jännite . on korkean taajuutensa johdosta liian alhainen. Sitten taa juutta alennetaan sarjaresonanssipiirin L6/C10 resonanssi-taajuuden suuntaan, kunnes tapahtuu mainittu jännitteen ko-kohoaminen rinnakkaiskondensaattorissa CIO ja sytytys voi tapahtua. Myöhemmin selitetään lähemmin, miten moduliin E syötetyn jännitteen taajuuden mainittu muutos saadaan ai-kaan.

6 94918

Moduli G toimii jännitteen Un, tuottamiseksi, joka on lampun L kokonaisvirran mitta. Moduli G muodostuu lampun toiseen elektrodiin yhdistetystä vastuksesta R8, jonka kautta lampun kokonaisvirta virtaa.

Moduli H toimii alhaisen, n. 10 - 12 V:n jakelujännitteen Unv tuottamiseksi edullisesti puolijohdesiruna muodostetun, myöhemmin lähemmin selitettävän modulin D komponenteille.

Moduli H on yhdistetty tätä varten moduulin G ulostuloon, joka, kuten mainittiin, tuottaa jännitteen Un,, joka vastaan lampun kokonaisvirtaa. Tämä jännite on siis johdettu lampun kokonaisvirrasta. Se syötetään moduliin H diodiin D3, joka tasasuuntaa jännitteen Un,, joka on vaihtojännite. Vastus R9 ja molemmat sen kanssa sarjaan kytketyt zenerdiodit Z5 ja Z6 huolehtivat jännitteen stabiloinnista. Vastus RIO ja sen kanssa sarjaan kytketty kondensaattori Cll sekä kondensaattori Cl2 huolehtivat tasasuunnatun jännitteen Ujjv tasoittamisesta. Jännite Ujjv voitaisiin saada tosin myös jännitteen-jaolla modulin B liitännässä 16 käytettävissä olevasta tasa-jännitteestä (250 V). Tällöin olisi kuitenkin 250 V:n ja 10 - 12 V:n välistä jännite-eroa vastaava määrä mitätöitävä, mikä aiheuttaisi vastaavasti ei-toivotun häviölämmön ja tarpeetonta energiakulutusta.

Esikytkentälaitteen ydinosana on moduli D. Tämän tehtävänä on olennaisesti tuottaa muuttuva taajuus vaihtosuuntajan muodostavaa modulia C varten, nimenomaan esikytkentälaitteen useista parametreistä riippuvaisena. Muuttuvalla taajuudella on mahdollista muuttaa jännitettä lampun L (moduli E) lii-tännöissä. Joutokäyntitaajuudella, joka on olennaisesti kor-. keampi kuin sarjaresonanssipiirin L6/C10 resonanssitaajuus, on kuormituspiirin muodostava moduli E induktiivinen ja jännite lampun L liitännöissä ei ole tehollisesti enempää kuin 250 V. Tämä suhteellisen pieni jännite on määrätty asianomaisilla normeilla (esimerkiksi saksalainen VDE 0712) lampun L suhteellisen vaarattoman vaihtamisen mahdollistamiseksi. Lähellä sarjaresonanssipiirin L6/C10 resonanssitaajuutta 7 94918 olevalla sytytys- tai vastaavasti toimintataajuudella lampun L liitäntöihin syötetty vaihtojännite on sitävastoin n. 500 V.

Moduli D sisältää kvartsilla varustetun kiintotaajuusgene-raattorin 6, joka tuottaa esim. 8 MHz:n taajuuden. Tämä taajuus syötetään taajuudenohjausyksikköön 10, joka voi sisältää esimerkiksi vastaavasti ohjemoidun mikroprosessorin (CPU). Taajuudenohjausyksikkö syöttää kiintotaajuusgeneraat-torista 6 luovutetun 8 MHz:n taajuuden lohkoon 7, joka syöttää 8 bitin laskuriin 9 vastaavia laskupulsseja (clock) ja saattaa samalla 8 bitin laskurin 9 laskemaan ylös- tai alaspäin (up/down). Viimeksi mainittu riippuen esikytkentälait-teen taajuudenohjausyksikköön 10 syötettyjen parametrien tasosta. 8 bitin laskurin 9 osoittama syötetään 7 bitin ver-tailulaitteeseen 16. viimeksi mainittu on yhdistetty lisäksi 7 bitin väyläjohdon kautta yhteen laskurilogiikan 8 sarjaan kytketyistä kiikuista FF. Kiikkuketjuun syötetään kiintotaa-juusgeneraattorin 6 8 MHz:n taajuus laskemista varten, jolloin jokainen ketjun kiikku FF jakaa taajuuden tekijällä 2 alaspäin. Kun kiikkuketjun taso on yhtä suuri kuin 6 bitin laskurin 9 osoittama, niin laskurilogiikan 8 7 bitin vertai-lulaitteeseen 16 yhdistetty logiikkaosa palauttaa kiikkuketjun johdon R kautta. Samanaikaisesti laskurilogiikan 8 logiikkaosa luovuttaa vastaavasti alaspäin jaetun taajuuden ohjauskytkentään 15, jonka ulostulo on yhdistetty vaihtosuuntaajan muodostavan modulin C vuorovaihemuuntajan Tl käämiin L3.

Ohjelmoidun mikroprosessorin sisältävä ohjausyksikkö 10 (CPU) käsittelee sille syötettyjä signaaleja, jotka vastaavat yksittäisiä mitattuja parametrejä, rinnan ja/tai sarjassa. Mikroprosessori on ohjelmoitu siten, että se suorittaa määrätyn ohjelman näiden signaalien käsittelemiseksi. Tätä selitetään myöhemmin toimintatavan suhteen.

Ensimmäinen parametri on lohkossa F tuotettu lamppujännite UL, joka on vaihtojännite. Tämä syötetään komparaattorin tai 8 94918 vast, säätimen 12 sisäänmenoon. Komparaattori tai vast, säädin 12 on yhdistetty lisäksi nimellisarvonanturiin 11, joka syöttää siihen kolme nimellisjäänitettä U^, Uh ja Ug. Nämä kolme nimellisjännitettä ovat tasajännitteitä. Komparaattori tai vast, säädin 12 vertaa kulloinkin lampun vaihtojännitteen Ul kynnysarvoa kyseessä olevaan nimellisjännitteeseen.

Esikytkentälaitteen kytkennän jälkeen lamppujännite ϋχ, kasvaa yleensä. Ainoastaan silloin, kun kytkennässä on oikosulku, se pysyy nimellisoikosulkujännitteen Ug alapuolella. Ohjausyksikkö 10 tarkastaa nyt määrätyn aikajakson ajan, esimerkiksi verkkovaihtojännitteen jakson ajan, pysyykö lamppujännite U& nimellisoikosulkujännitteen Ur alapuolella. Jos näin on, niin ohjausyksikkö 10 katkaisee ohjaimen 15. Edelleen ohjausyksikkö 10 kytkee koko modulin D suuri-ohmiseen tilaan. Tämä merkitsee sitä, että modulin D lohkot ja komponentit ovat tosin toimintavalmiudessa, mutta ne ottavat vastaan ainoastaan hyvin pienen tehon. Koska ohjaimen 15 katkaisemisen johdosta moduliin E ja siten myös modulei-hin G ja H ei enää syötetä mitään vaihtojännitettä, modulin D lohkot ja komponentit saavat jännitteen modulista B. Kuten jo edellä mainittiin, on modulin B liitännässä 16 käytettävissä tosin ainoastaan korkea tasajännite, mutta puolijohdesiruna muodostetun modulin D komponenttien tai vast, lohkojen jännite-reron johdosta jakelujännitteen suhteen saatava hukkateho on kuitenkin vähäinen, koska myös modulin D tehonotto on vähäinen suuriohmisen tilan johdosta.

Kun moduli D kytketään jälleen suuriohmisesta tilasta toimintatilaan, niin jännitteenjakelu tapahtuu modulin H ulostulossa käytettävissä olevan alhaisen tasajännitteen Ujjv .. avulla. Jännitteenjakelun molempien mahdollisuuksien välinen vaihtokytkentä tapahtuu ohjausyksikön 10 avulla lohkossa 17 modulin D jännitteenjakelua varten.

Koska välittömästi lampun L sytyttämisen jälkeen lamppujännite Ul laskee voimakkaasti, nimittäin nimellisoikosulkujännitteen Uk alapuolelle, on tarpeen katkaista lamppujännit- 9 94918 teen Ul tarkastus komparaattorilla tai vast, säätimellä 12 välittömästi lampun L käynnistyksen (sytytyksen) jälkeen.

Katkaisu on ohjelmoitu ohjausyksikön 10 mikroprosessorin ohjelmaan.

Ohjaimen 15 katkaisu sekä modulin D asettaminen suurohmiseen tilaan havaitun oikosulun johdosta voidaan kumota ainoastaan katkaisemalla ja kytkemällä jälleen verkkovaihtojännite. Kun kytkennässä ei ole mitään oikosulkua, niin lamppujännite Ul ylittää nimellisoikosulkujännitteen Ur ja kohoaa, kunnes se saavuttaa nimellisesikuumennusjännitteen Uh· Tämä on n. 1,4 V. Se vastaa suunnilleen 200 V:n jännitettä lampun L liitän-nöissä. Kun ohjausyksikön 10 komparaattori tai vast, säädin ilmoittaa, että lamppujännite Ul on yhtä suuri kuin nimellisesikuumennus jännite Uh/ niin ohjausyksikkö 10 säätää modu-liin C syötetyn taajuuden siten, että lamppujännite Ul pysyy määrätyn esikuumennusjakson ajan yhtä suurena kuin nimellisesikuumennus jännite Uh· Tämän ajan aikana modulin E lampun L kuumennuskierukat kuumenevat ja alkavat säteillä. Moduliin C (vaihtosuuntaajaan) syötetty joutokäyntitaajuus on tässä tapauksessa n. 123 kHz. Esikuumennusaika sisältyy ohjausyksikön mikroprosessorin (CPU) ohjelmaan.

Esikuumennusajän päätyttyä ohjausyksikkö saa aikaan siihen syötetyn ohjelman mukaisesti sen, että moduliin C syötettyä taajuutta alennetaan käyttötaajuuden suuntaan, joka on suunnilleen 62 kHz. Vaihtosuuntaajan (modulin C) taajuuden alentaminen saa aikaan vaihtojännitteen nousun lampun L (modulin E) lii tärinöissä n. 500 V:hen. Vertaamalla lamppuj ännitettä Ul nimellisarvonanturista li luovutettuun kolmanteen nimellis jännitteeseen, nimellissytytysjännitteeseen Ug säätimessä '·· 12 ohjausyksikkö 10 huolehtii nyt säätimen 12 ulostulo signaalin tulkinnan avulla siitä, että lamppujännite Ul pidetään yhtä suurena kuin nimellissytytysjännite Ug. Nimellissytytys jännite Uz on n. 3,5 V. Lampun L pitäisi nyt syttyä. Kun sytytys tapahtuu, niin lamppujännite Ul laskee voimakkaasti. Tämä havaitaan ohjausyksiköllä 10 komparaatto- 10 94918 rin tai vast, säätimen 12 kautta. Esikuumennuslaite lamppui-neen L on siten toiminnassa.

Kun lamppujännite Ul ei laske määrätyn aikajakson kuluessa nimellissytytysjännitteen Uz alapuolelle, niin tämä merkitsee sitä, että mitään sytytystä ei tapahdu. Syynä syttymät-tömyyteen voi olla esimerkiksi lampun L kaasuvika tai lampun L kuumennuskierukoiden säteilykyky voi olla kulunut loppuun.

Jos lamppu L ei käynnisty näistä tai muista syistä huolimatta käynnistysjännitteen saavuttamisesta, on vaarana, että kytkentä vahingoittuu, kun suhteellisen korkeaa käynnistys-jännitettä ylläpidetään pitkään. Tästä syystä ohjausyksikkö (CPU) 10 on ohjelmoitu siten, että tulokseton käynnistysyri-tys katkaistaan määrätyn ajan kuluttua. Tämä tapahtuu siten, että ohjausyksikkö 10 korottaa vaihtosuuntaajaan (moduuliin C) syötettyä taajuutta joutukäyntitaajuuden suuntaan sillä seurauksella, että lampun L liitännöissä oleva jännite jälleen laskee. Ohjausyksikkö 10 on edelleen ohjelmoitu siten, että ensimmäiseen tuloksettomaan käynnistysyritykseen voi liittyä määrätty määrä muita samanlaisia käynnistysyrityk-siä. Jos myöskään näiden muiden käynnistysyritysten jälkeen ei tapahdu lampun L sytytystä, niin vaihtosuuntaajan taajuus asetetaan korkeimpaan mahdolliseen arvoon, s.o. joutokäynti-taajuuteen ja se pysyy siinä, kunnes joko lamppu L vaihdetaan tai kunnes vaihtovirtaverkko katkaistaan ja kytketään jälleen.

Eräs toinen parametri, jota valvotaan, on lamppuvirta. Lamp-puvirtaa vastaa oloarvojännite Uj^, joka luovutetaan modu-lista G. Tämä syötetään modulin D komparaattoriin 13, joka saa lisäksi vertailujänniteanturista 1 vertailujännitteen ** Uilm· joka vastaa vähimmäislamppuvirtaa. Komparaattori 13 vertaa jännitettä Uil jännitteeseen Uilm 3a ilmoittaa tuloksen ohjausyksikköön 10. Kun lamppuvirtaa vastaava jännite Ujl alittaa vertailujännitteen, niin syynä voi olla esimerkiksi lampun L kuumennuskierukan murtuma tai se tosiasia, että lamppu L ei ole oikein pidikkeissään tai se on otettu m 11 94918 pois. Tässä tapauksessa ohjausyksikkö 10 ohjaa vaihtosuuntaajaan (moduliin C) syötetyn taajuuden jälleen korkeimpaan mahdolliseen arvoon, siis joutokäyntitaajuuteen. Näin lampun L liitännöissä (kannassa) on suhteellisen alhainen ja siten vaaraton jännite, mikä on etenkin silloin tärkeää, kun lamppu L on otettu pois.

Vielä eräs valvottu parametri on modulilla H tuotettu alhainen tasajännite modulin D lohkojen ja elementtien syöttöä varten. Tämä jännite Ujjv syötetään komparaattoriin 2, johon syötetään lisäksi vertailujänniteanturista 1 vertailujänni-te, joka on sama kuin vähimmäistasajännite, joka on tuotettava modulilla H. Komparaattorin 2 vertailutulos syötetään jälleen ohjausyksikköön 10. Kun modulilla H tuotettu alhainen tasajännite Ujjv alittaa vertailujännitteen U^vM' niin ohjausyksikkö 10 ohjaa vaihtosuuntaajan taajuuden jälleen joutokäyntitaajuuteen ja kytkee modulin D suurohmiseen tilaan.

Eräs valvottu parametri on modulilla B tuotettu tasajännite.

Tätä tasajännitettä vastaava ja alaspäin jaettu jännite on jännite Uq, joka voidaan ottaa modulista M. Se syötetään komparaattoriin 3. Komparaattoriin 3 syötetään lisäksi vielä vertailujänniteanturilta 1 vertailujännite Uq*, joka vastaa vähimmäistasajännitettä. Komparaattorin 3 vertailutulos il-.· moitetaan puolestaan ohjausyksikköön 10. Kun jännite Uq alittaa vertailujännitteen Uqm# tämä merkitsee esimerkiksi sitä, että moduulilla B tuotettu tasajännite on laskenut alle 150 V:n. Tässä tasajännitteessä vaihtosuuntaaja ei saa enää aikaan energiaa lampun sytyttämiseksi. Käynnistysyri-tykset saattaisivat tällöin aiheuttaa mahdollisesti lampun « esivaurioitumisen. Ohjausyksikkö tarkastaa nyt vähintään puolen verkkojakson ajan, alittaako modulilta H luovutettu tasajännnite Uq vähimmäistasajännitteen U^vm vähintään kerran. Mikäli näin on asianlaita, ohjain 15 katkaistaan. Tämä merkitsee sitä, että käynnistysyrityksiä ei enää suoriteta.

ia 94918

Eräs valvottava parametri on tasavirtateho. Oloarvotasavir-tateho selvitetään kertomalla modulilta M luovutettu tasa-jännite Uq ja modulilta K luovutettu tasajännite Ujg· Viimeksi mainittu tasajännite Ujg vastaa kytkennästä saatua ta-savirtaa. Kertojalla 5 tuotettu tasavirtatehoa vastaava jännite Upc syötetään säätimeen 4. Säätimeen 4 syötetään lisäksi nimellistehoa vastaava vertailujännite Upg. Komparaattorina toimivan säätimen 4 ulostulosignaali syötetään ohjausyksikköön 10. Tämä säätää nyt vaihtosuuntaajan (modulin C) taajuuden siten, että vastaanotettu tasavirtateho pysyy vakiona. Tällä tavalla on lampun L valoteho samoin vakio. Mainittakoon tässä yhteydessä vielä, että voidaan järjestää niin, että vertailujännite Upg vertailujänniteanturissa 1 tehdään ulkopäin säädettäväksi, jotta voidaan tasata kompo-nenttitoleransseja ja lampusta L vastaanotettu teho voidaan sovittaa näihin toleransseihin virittämällä (ei esitetty) potentiometri.

Kun taajuusgeneraattorikytkentää on nostettava toimintataajuudelta joutokäyntitaajuuteen, niin koko taajuusaluetta ei ole jatkuvasti pyyhkäistävä, vaan tämä voi tapahtua siten, että ohjausyksikkö 10 välittää 8 bitin laskurille 9 johdon R kautta palautuspulssin.

Lopuksi valvottavana parametrinä on vielä vaihtosuuntaajan (modulin C) kenttävaikutustransistoreiden FET1 ja FET2 kuor-mitusimpedanssi. Kun modulilta B tuotettu vaihtosuuntaajan tasajännite laskee, esimerkiksi verkkovaihtojännitteen voimakkaasti laskiessa tai - kun vaihtosuuntaajan jakelutasa-jännite otetaan keskusakkulaitteistosta - sen jännitteen laskiessa, niin kenttävaikutustransistoreiden kuormituksesta ·* tulee kapasitiivinen lampun L suhteen rinnakkain olevan rin- nakkaiskapasitanssin CIO johdosta. Kenttävaikutustransistoreiden kapasitiivinen kuormitus voi esiintyä etenkin vaihtosuuntaajan jakelutasajännitteen edellä mainitun alenemisen kanssa silloin, kun vaihtosuuntaajaan syötetty ohjaustaajuus lähenee alinta raja-arvoaan. Kapasitiivisessa kuormituksessa » i3 94918 on vaarana kenttävaikutustransistoreiden rikkoutuminen. Ka-pasitiivisen kuormituksen välttämiseksi kuormitusimpedanssin laatu välitetään tästä syystä kenttävaikutustransistoreille.

Tämä tapahtuu siten, että ohjaimen 15 ulostulosta otetaan jännite ϋχ ja verrataan vaihekomparaattorissa 14 lamppuvir-taa vastaavan jännitteen Un, kanssa. Jännitteen ϋχ takareuna, joka jännite on suorakaidejännite, määrittää tällöin vertailuajankohdan tv. Kun kenttävaikutustransistoreiden kuormituksesta tulee induktiivinen, niin jännite Un,, joka koostuu sinimuotoisista puoliaalloista, siirtyy kuviossa 2 oikealle, koska induktiivisessa tapauksessa jännitte on virtaa jäljessä. Kapasitiivisessa tapauksessa tämä on päinvastoin. Vaihekomparaattorin 14 ulostulosignaali syötetään ohjausyksikköön 10. Kun kenttävaikutustransistoreiden kuormitus lähenee kapasitiivista tapausta, niin ohjausyksikkö 10 saa aikaan vaihtosuuntaajaan syötetyn taajuuden korotuksen sillä seurauksella, että kuormituksesta tulee jälleen induktiivinen.

Voidaan ajatella useita edellä esitetyn esikytkentälaitteen muunnelmia. Siten esimerkiksi ei ole tarpeen, että kaikki parametrit mitataan ja otetaan huomioon. Parametrit voidaan mitata jatkuvasti tai jaksoittain. Ohjausyksikön ei tarvitse olla muodostettu mikroprosessorilla (CPU), vaan se voi olla muodostettu useista yksittäisistä ohjauslohkomuisteista tai ' vastaavista. Mittausajat, mittausväliajat ja muut ajat, ku ten esimerkiksi esikuumennusaika, voidaan määrittää laskuri-logiikalla (kiikkuketjulla) tai erillisellä aikalaskukytken-nällä. Tietenkin edellä esitettyjä suoritusmuotoja voidaan käyttää myös esikytkentälaitteessa, jossa on useampi kuin ? . yksi lamppu. Siten esimerkiksi kaksi lamppua voi olla kyt ketty tavanomaisena tandemkytkentänä.

}

Claims (8)

14 94918 l. Esikytkentälaite purkauslamppua varten, joka on järjestetty rinnakkain sarjaresonanssipiirin kondensaattorin suhteen vaihtosuuntaajan kuormituspiiriin, joka vaihtosuuntaaja on yhdistetty tasajännitelähteeseen ja jota ohjataan taajuusgeneraattorilla, jonka taajuus on muutettavissa ohjausosalla resonanssipiirin resonanssitaajuutta lähinnä olevan toimintataajuuden ja viimeksi mainitun yläpuolella olevan joutokäyntitaajuuden välillä, jossa esikytkentälait-teessa on ohjausyksikköön yhdistetty jännitteenmittausyk-sikkö, joka mittaa lampun yli vaikuttavan jännitteen ja tuottaa tätä jännitettä vastaavan mittaussignaalin, sekä komparaattori, tunnettu siitä, että lampun jännitettä vastaava mittaussignaali (UL) syötetään komparaattoriin (12), joka vertaa tätä (UL) lampun yli vaikuttavaa oikosulkua vastaavaan talletettuun vertailusignaaliin (UK) ja ilmoittaa vertailutuloksen ohjausyksikköön (10), ja että ohjausyksikkö (10) katkaisee taajuusgeneraattorin (6, 7, 8, 9, 15, 16) tai vaihtosuuntaajan (C), kun signaalivertailu osoittaa, että lamppujännite ei ylitä oikosulkujännitettä määrätyn aikajakson kuluessa.

: 2. Esikytkentälaite purkauslamppua varten, joka on järjes tetty rinnakkain sarjaresonanssipiirin kondensaattorin suhteen vaihtosuuntaajan kuormituspiiriin, joka vaihtosuuntaaja on yhdistetty tasajännitelähteeseen ja jota ohjataan taajuusgeneraattorilla, jonka taajuus on muutettavissa ohjausosalla resonanssipiirin resonanssitaajuutta lähinnä olevan toimintataajuuden ja viimeksi mainitun yläpuolella olevan joutokäyntitaajuuden välillä, jossa esikytkentälaitteessa on ohjausyksikköön yhdistetty jännitteenmittausyk-sikkö, joka mittaa lampun jännitteen ja tuottaa tätä vastaavan signaalin, ja säädin, tunnettu siitä, että lampun jännitettä vastaava mittaussignaali (UL) syötetään säätimeen (12), joka vertaa sitä (UL) esikuumennusjännitet- 15 94918 tä vastaavaan talletettuun vertailusignaaliin (UH) ja ilmoittaa vertailutuloksen ohjausyksikköön (10) , että ohjausyksikkö (10) asettaa taajuusgeneraattorin (6, 7, 8, 9, 15, 16) taajuuden lähelle joutokäyntitaajuutta ja säätää sitten niin, että lampun jännite pidetään määrätyn esikuu-mennusajan ajan yhtä suurena kuin esikuumennusjännite, ja että ohjausyksikkö (10) esikuumennusajan päätyttyä säätää taajuusgeneraattorin (6, 7, 8, 9, 15, 16) taajuutta siten, että se laskee toimintataajuuden suuntaan.

3. Esikytkentälaite purkauslamppua varten, joka on järjestetty rinnakkain sarjaresonanssipiirin kondensaattorin suhteen vaihtosuuntaajan kuormituspiiriin, joka vaihtosuuntaaja on yhdistetty tasajännitelähteeseen ja jota ohjataan taajuusgeneraattorilla, jonka taajuus on muutettavissa ohjausosalla resonanssipiirin resonanssitaajuutta lähinnä olevan toimintataajuuden ja viimeksi mainitun yläpuolella olevan joutokäyntitaajuuden välillä, jossa esikytkentälaitteessa on ohjausyksikköön yhdistetty jännitteenmittausyk-sikkö, joka mittaa lampun jännitteen ja tuottaa tätä vastaavan signaalin, tunnettu siitä, että lampun jännitettä vastaavaa signaalia (UL) verrataan lampun sytytys jännitettä vastaavaan vertailusignaaliin (Uz) ja vertai-lutulos syötetään ohjausyksikköön (10), että ohjausyksikkö (10) säätää taajuusgeneraattorin (6, 7, 8, 9, 15, 16) taajuutta suljetussa säätöpiirissä komparaattorin (12) vertailutuloksen mukaisesti siten, että lamppujännite ei ylitä vertailujännitettä määrätyn sytytysjakson ajan, ja että ohjausyksikkö (10) korottaa sytytysjakson loputtua taajuus-generaattorin (6, 7, 8, 9, 15, 16) taajuuden joutokäynti-taajuuden suuntaan, kun lamppujännite ei ole laskenut voi- « makkaasti sytytysjakson aikana sytytyksen johdosta.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen esikytkentälaite, tunnettu siitä, että ohjausyksikkö (10) laskee taajuusgeneraattorin (6, 7, 8, 9, 15, 16) taajuutta jälleen \ toimintataajuuden suuntaan, että ohjausyksikkö (10) toistaa 16 94918 sytytysyritykset määrättyjä kertoja, kun väliaikana ei tapahdu sytytystä, ja että ohjausyksikkö (10) asettaa taa-juusgeneraattorin (6, 7, 8, 9, 15, 16) taajuuden pysyvästi joutokäyntitaajuuteen, kun määrättyjen sytytysyrityskerto-jen jälkeen ei ole tapahtunut sytytystä.

5. Esikytkentälaite purkauslamppua varten, joka on järjestetty rinnakkain sarjaresonanssipiirin kondensaattorin suhteen vaihtosuuntaajan kuorraituspiiriin, joka vaihtosuuntaaja on yhdistetty tasajännitelähteeseen ja jota ohjataan taajuusgeneraattorilla, jonka taajuus on muutettavissa ohjausosalla sarjaresonanssipiirin resonanssitaajuutta lähinnä olevan toimintataajuuden ja viimeksi mainitun yläpuolella olevan joutokäyntitaajuuden välillä, tunnettu siitä, että tasajännitelähteen (B) tuottama tasajännite syötetään jännitteenmittausyksikköön (M), joka tuottaa tätä tasajännitettä vastaavan signaalin (UG) ja syöttää sen kertojaan (5), että tasajännitelähteestä (B) otettu tasavirta syötetään virranmittausyksikköön (K), joka tuottaa otettua virtaa vastaavan signaalin (UIG ), joka syötetään samoin kertojaan (5), että kertojan (5) tuottama tasavirtatehoa vastaava signaali (UPG) syötetään säätimeen (4), joka vertaa viimeksi mainittua signaalia nimellisver-tailujännitettä vastaavaan signaaliin (UPS) , että vertailu- . tulos syötetään ohjausyksikköön (10) ja että ohjausyksikkö (10) säätää taajuusgeneraattorin (6, 7, 8, 9, 15, 16) taajuutta siten, että tasajännitelähteestä (B) otettu tasavir-tateho pidetään vakiona.

6. Esikytkentälaite purkauslamppua varten, joka on järjestetty rinnakkain sarjaresonanssipiirin kondensaattorin suhteen kenttävaikutustransistoreilla toimivan vaihtosuuntaajan kuormituspiiriin, joka vaihtosuuntaaja on yhdistetty tasajännitelähteeseen ja jota ohjataan taajuusgeneraattorilla, jonka taajuus on muutettavissa ohjausosalla sarjaresonanssipiirin resonanssitaajuutta lähinnä olevan toiminta- v taajuuden ja viimeksi mainitun yläpuolella olevan jouto- 17 94918 käyntitaajuuden välillä, tunnettu siitä, että määritetään vaihtosuuntaajan (C) kuormituspiirin (E) impe-danssivaihekulma, että mittausyksikössä (14) tuotetaan tätä vaihekulmaa vastaava signaali ja syötetään se ohjausyksikköön (10) ja että ohjausyksikkö (10) säätää taajuus-generaattorin (6, 7, 8, 9, 15, 16) taajuuden siten, että vaihtosuuntaajan (C) kuormituspiiristä (E) muodostettu kuormitus ei muutu kapasitiiviseksi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen esikytkentälaite, tunnettu siitä, että virranmittausyksikössä (G) tuotetaan lampun (L) virtaa vastaava signaali (Uu) ja se syötetään vaihekomparaattoriin (14), että vaihekomparaatto-riin syötetään edelleen vaihtosuuntaajan (C) ohjausjänni-tettä vastaava vertailusignaali (UT), ja että vaihekompa-raattorin (14) vertailutulos syötetään ohjausyksikköön (10) .

8. Esikytkentälaite, tunnettu siitä, että siinä käytetään vähintään kahden tai useamman edellä esitetyn patenttivaatimuksen yhdistelmää. * 18 94918