FI96657C - Elektroninen etukytkentälaite kaasunpurkausputkea varten - Google Patents

Description

96657

Elektroninen etukytkentälaite kaasunpurkausputkea varten

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen elektroninen etukytkentälaite (EVG) kaasunpurkaus-putkia varten.

Tällainen laite on tunnettu esimerkiksi julkaisusta EP 0 146 683. Siinä silloin, kun käytetty kaasupurkausputki jatkuvasti ei pysty syttymään, siis joudutaan toistuvasti sytyttämään tuloksetta, taajuudenmuuttaja katkaistaan bista-biililla kytkentälaitteella. Tämä saadaan aikaan oikosulke-malla kyllästysmuuntajan toisiokatkaisukäämi, jonka muuntajan ensiökäämi on kytketty putkivirtapiiriin. Tämä kyllästysmuuntaj a tuottaa elektronisen etukytkentälaitteen käyttötilassa toisilla toisiokäämeillä kantajännitteitä, joiden avulla kaksi vuorottain kytkeytyvää transistoria tuottaa vaihtojännitesignaalin. Jos toisiokatkaisukäämissä indusoitu jännite nousee liipaisudiodin läpi-iskujännitteen yläpuolelle, niin tällöin syttyy tyristori, joka oikosulkee kahden yksitiediodin kautta katkaisukäämin. Tällä tavalla kyllästysmuuntaj alta ei voida tuottaa enää muita kantajännitteitä vuorottain kytkeytyville transistoreille. Vaihtosuuntaaja on ja pysyy nyt katkaistussa tilassa, kunnes se keskeytetään katkaisemalla elektroninen etukytkentälaite tai purkamalla syttymään kykenemätön kaasupurkausputki.

• ·* Keksinnön tehtävänä on muodostaa alussa mainitun tyyppinen kaasunpurkausputki siten, että sen käyttövarmuus on entistä ·' parempi.

Tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaisesti patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyillä tunnusmerkeillä.

: : Keksintö käyttää hyväksi sitä ajatusta, että katkaisumeka- nismia laajennetaan vähintään yhdellä ylimääräisellä haaralla, joka valvoo välipiirijännitettä. Tämän keksinnön mukaisen toimenpiteen avulla vältetään herkkien komponenttien, 2 96657 esimerkiksi tasasuuntaajan tai päätetransistorien termisesti liialliset kuormitukset, jotka voisivat saada aikaan ylisuuren välipiirijännitteen.

Keksinnön mukaisen elektronisen etukytkentälaitteen eräänä toisena on etuna on nyt esiintyvä varmuus nollajohdinhäi-riöitä vastaan.

Patenttivaatimuksessa 1 esitetyn ratkaisun edelleenkehitys-muoto tai vaihtoehtoinen ratkaisu on esitetty patenttivaatimuksessa 7. Tämä perustuu siihen, että otetaan kuormitusvir-ta ja ylitettäessä ennalta määrätty maksimiarvo laukaistaan oskillaattorikytkentäosan katkaisu.

Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin suoritusesimerk-kien avulla. Piirustuksissa: kuvio 1 esittää keksinnön mukaista elektronista etukytkentä-laitetta, jossa on joko yksi ainoa ulostulo kaasunpurkaus-putkea varten tai tandem-kytkennässä kaksi ulostuloa kahta kaasunpurkausputkea varten, kuvio 2 esittää lohkokaaviokuvaa keksinnön mukaisesta elektronisesta etukytkentälaitteesta, jossa on kuormituksena yksi ainoa kaasunpurkausputki, .1 kuvio 3 esittää yksityiskohtaista kytkentäkaaviota, jossa ' · nähdään oskillaattorikytkentäosan keksinnön mukainen katkai- '···’ sumuunnelma, • · T t I « kuvio 4 esittää keksinnön mukaista katkaisu-pidätys-kytken-tälaitetta oskillaattorikytkentäosan katkaisemiseksi tai vastaavasti sulkemiseksi, • · · kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen tehokytkimen esimerkkiä, jossa on virran rinnakkaisliitäntä kuormitusvirran osaottoa varten, ja kuvio 6 esittää osakytkentäkaaviota keksinnön mukaisesta elektronisesta etukytkentälaitteesta, jossa on kahden yli- li 3 96657 jännitesignaalin ja ylivirtasignaalin disjunktiivinen liitäntä.

Kuvio 1 esittää elektronista etukytkentälaitetta 1, joka on liitettävissä 220V kotitalousverkostoon tai suoraan tasajän-nitteeseen tai vastaavasti akkuun. Yksi tai kaksi kaasunpurkausputkea 2 voidaan liittää tähän elektroniseen etukytkentälaitteeseen. Suoraan lämmitetyssä kaasunpurkaus-putkessa 2 on kulloinkin neljä liitäntää, jotka on yhdistetty elektroniseen etukytkentälaitteeseen 1. Kulloinkin yksi kahden vastakkaisen kuumennuskierukan 22, 23 liitäntä yhdistetään hehkukondensaattorin (¾ kautta.

Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen elektronisen etukytkentä-laitteen lohkokaaviokuvaa. Verkkosisäänmenojännite syötetään tasasuuntaajan 10 ja mahdollisesti sen jälkeen kytketyn suurasetussäätimen (etenkin akkukäytössä) kautta. Sen anto-signaali syötetään tasoituskondensaattorilla (välipiirikon-densaattorilla) Cg varustetun tasoituslaitteen 11 kautta, joka asettaa käyttöön välipiiritasajännitteen Uz. Välipiiri-tasajännite Uz syötetään vaihtosuuntaajaan 4, joka asettaa ulostuloliitännöissään käyttöön vaihtosignaalin uw vähintään yhtä kaasunpurkausputkea 2 varten. Katkaisu-pidätyskytken-tälaitteeseen syötetään toisaalta vaihtosuuntaajan 4 ulos-tulovaihtojännitteen suhteen amplitudiverrannollinen jännite • u! ja toisaalta välipiiritasajännitteen Uz suhteen verran- :***: nollinen jännite uz· Se saa jakelu- tai pitovirtansa vastuk- sen R14 sarjakytkennän ja toisen kuummennuskierukan 22 kautta vaihtosuuntaajan 4 tai vast, tasasuuntaajan 10 positiivisesta ulostuloliitännästä +. Katkaisu-pitokytkentäosan 3 ja-kelujännite on siten katkaistu otettaessa kaasunpurkausputki 2 pois pidikkeestään. Kytkentälaite 3 tuottaa katkaisu-tai ·"* vastaavasti vapautussingaalin ug, jonka avulla vaihtosuun taaja 4 on kytkettävissä tai vastaavasti katkaistavissa.

Tämä katkaisusignaali ug tuotetaan molempien mitattujen signaalien uz ja u^ TAI-liitännän avulla, mahdollisesti ta-sasuuntauksen ja tasoituksen jälkeen.

4 96657

Kuvio 3 esittää yksityiskohtaista kytkentäkaaviota TAI-liitännästä yhdessä muiden toiminnalle olennaisten komponenttiryhmien kanssa. Välipiirikondensaattori Cz esitettiin jo edellä. Positiivisen ulostuloliitännän + ja kahdesta tehokytkimestä SI ja S2 muodostuvan sarjakytkennän väliin järjestetyssä kuormituspiirissä on tavanomaisen hehku-kondensaattorilla Cjj varustetun kaasunpurkausputken 2 lisäksi edelleen värähtelypiiri-induktanssista Lq ja värähtely-piirikapasitanssista Cq koostuva sarjakytkentä. Edelleen kuormituspiirin kanssa on kytkettävissä sarjaan kyllästys-muuttaja Ö, jossa on ensiökäämi nl ja toisiokäämit n2, n2'. Tämä toimii (oskillaattorikytkentälaitteena 8) tehokytkinten SI ja S2 kantajännitesignaalien tuottamiseksi. Tehopuolijoh-teiden SI ja S2 sarjakytkentä yhdistää positiivisen ulostuloliitännän + negatiiviseen ulostuloliitäntään -. Nämä molemmat liitännät vastaavat tasoituslaitteen 11 tasoituskon-densaattorin Cz positiivista ja negatiivista liitäntää.

Kuormituspiiristä otetaan tai vastaavasti mitataan nyt vaihtojännite värähtelypiirikapasitanssin Co ja toisen kuumen-nuskierukan 23 toisen liitännän välistä. Tämä taataan kondensaattorista Ci, ensimmäisestä vastuksesta Rz ja toisesta vastuksesta R3 muodostetun sarjakytkennän avulla negatiivisen ulostuloliitännän - suhteen. Vastusten Rz ja R3 välissä esiintyy negatiivisen ulostuloliitännän - suhteen ensimmäi-nen signaali U]_. Tähän kohtaan liitetään ensimmäisen diodin :***. Dz anodi, jonka katodi on yhdistetty vastuksen Rg kautta ne- • · · .·.·. gatiiviseen ulostuloliitäntään -. Vastuksen Rg rinnalle on kytkettävissä kapasitanssi Cg.

välipiirikondensaattori Cz on ohitettu kolmannesta vastuksesta R4 ja neljännestä vastuksesta R5 muodostuvalla sarja-kytkennällä. Tämä jännitteenjakaja asettaa käyttöön välipii-ritasajännitteen Uz suhteen verrannollisen toisen signaalin uz rinnakkain neljännen vastuksen R5 kanssa. Toisen diodin D4 anodi on liitetty vastusten R4 ja R5 väliseen liitäntä- 11 5 96657 pisteeseen, sen katodi on yhdistetty kuten jo diodin D2 katodi vastukseen Rg. Vastuksessa Rg on siten aina suurempi jännite jännitteistä ui tai vastaavasti U2·

Liitettävien signaalien ui ja U2 erottamiseksi paremmin diodien D2 tai vastaavasti D4 suhteen sarjaan on kytkettävissä edelleen kulloinkin yksi vastus Riq, R13.

Vastuksessa Rg ja sen jälkeen mahdollisesti rinnan kytketyssä kondensaattorissa Cg negatiivisen jakeluliitännän suhteen muodostuva jännitesignaali syötetään nyt katkaisu-pi-dätyskytkentälaitteeseen 3. Se on esitetty lähemmin kuviossa 4.

Kuvio 4 esittää vaihtoehtona kuviossa 3 esitetylle diodi-transistori-logiikkana muodostetulle disjunktiiviselle liitännälle TAI-veräjää, johon voidaan syöttää kolme signaalia ui, U2 ja U3. Ensimmäinen signaali U2 ja toinen signaali U2 vastaavat kuvion 3 mukaista kuormitusjännitteestä johdettua ja tasasuunnattua signaalia u^ ja välipiirijännitteestä ja-kajasuhteella johdettua toista signaalia U2· Molemmat kytketään vastukseen Rg. Tässä esitetty kolmas signaali U3 voidaan kytkeä vaihtoehtoisesti joko TAI-veräjän 6 kautta tai suoraan katkaisu-pidätyskytkentälaitteeseen. Se on kuormi-tusvirrasta riippuvainen katkaisusignaali.

: .* TAI-kytkennän 6 antosignaali us', joka vastaa kuvion 3 mu- • · · ·...· kaista vastuksessa Rg olevaa singaalia us' , syötetään ali- • · •V päästökytkennän kautta diakkiin 7 (liipaisudiodi). Alipääs- tösuodatin muodostuu valinnaisesti vastuksen Rio ja Cu sarjakytkennästä tai kapasitanssin Cu ja vastuksen Rn rinnakkaiskytkennästä. Kapasitanssiin Cu liitetty liipaisudiodi 7 ohjaa tyristorin 5 hilaliitäntää. Se määrää kynnys-jännitteen, jolla voidaan säätää katkaisu-pidätyskytkentä-laitteen 3 vastekynnys. Tämä vastekynnys on ennalta määrätty amplitudin mukaisesti, mutta sitä voidaan kuitenkin viivästää ajallisesti alipäästökytkennän avulla, niin että toi- 6 96657 saalta voidaan säätää mielivaltainen amplitudi ja toisaalta voidaan määrätä ennalta mielivaltainen vastenopeus. Amplitudi säädetään jakajasuhteen R4/R5 tai jakajasuhteen R10/R11 avulla. Ajallinen viive voidaan säätää joko kondensaattorilla C6 tai kondensaattorilla Cu·

Erilaisille katkaisusignaaleilla u^, U2 tai U3 voidaan järjestää erilaiset vastenopeudet ja vasteamplitudit. Tässä on esimerkiksi esitetty virrasta riippuvaisen signaalin U3 kytkentä diodista D12 ja vastuksesta R12 muodostetun sarja-kytkennän kautta suoraan (bistabiilin katkaisuelementin muodostavan) tyristorin 5 hilaliitäntään. Erilaisilla kynnys-jännitteillä saadaan siten aikaan erilaisia vasteamplitude-ja.

Tyristorin 5 anodipiirissä on edelleen pidätysvirran tuottava vastus R14, joka on liitetty toisesta liitännästään kaa-sunpurkauslampun 2 ensimmäisen kuumennuskierukan 22 kautta välipiirikondensaattorin Cj positiiviseen liitäntään ja jonka toinen liitäntä on yhdistetty tyristorin 5 anodiin. Tämä pidätysvirran tuottavan vastuksen R14 ja tyristorin 5 anodin välinen liitäntäkohta syötetään oskillaattoriin 8 sen värähtelyn katkaisemiseksi tai puolijohdekytkinten SI ja/tai S2 kantajännitteiden tukahduttamiseksi. Tämä voi tapahtua joko oikosulkemalla kuormituspiiriin liitettävän tasoitusmuutta-jan U (itsevärähtelevä vaihtosuuntaaja) yksi n2' useista toisiokäämeistä n2, n2' tai erillisessä, ei kuormitusvirral- ’;·; la ohjatussa oskillaattorissa (vapaasti värähtelevä vaihto- * · ’·’ suuntaaja) estämällä tehopuolijohteiden SI ja/tai S2 kanta- ohj aussignaalit.

Kuvio 5 esittää yksityiskohtaista kytkentäkaaviota toisesta tehopuolijohteesta SI tai vastaavasti S2, jota ohjataan joko oskillaattorilta 8 suoraan tai ensiökäämillä nl ja useilla toisiokäämeillä n2, n2' varustetun kyllästysmuuttajan U kautta. Esimerkiksi tehopuolijohteessa S2 on tehotransistorista ja emitterivastuksesta Rg koostuva sarjakytkentä. Sen 7 96657 kantapotentiaali tuotetaan kyllästysmuuttajan ϋ yhden toi-siokäämin n2 kautta pienen kuristimen ja diodin sarjakytkennän kautta kuormitusvirrasta riippuvaisesti. Vastuksessa Rg on mitattavissa nyt kuormitusvirran suhteen verranollinen jännite U3 piirikondensaattorin Cz negatiivisen liitännän suhteen. Se voidaan syöttää valinnaisesti disjunktiivisesti liittävän TAI-veräjän 6 kautta, kuvion 3 mukaista kytkentälaitetta R2, R3 ja D2 vastaavan kytkentälaitteen kautta tai diodin D12 ja vastuksen R12 sarjakytkennän ja katkaisu-pidä-tyskytkentälaitteen 3 erillisen sisäänmenon kautta.

Kuvio 6 esittää kuvion 1 mukaisen elektronisen etukytkentä-laitteen osakytkentäkaaviota, jossa on kuormituksena yksi ainoa kaasunpurkausputki 2. Siihen on järjestetty jo esitetyt tasasuuntaajan 10, välipiirikondensaattorin Cz, tehokyt-kinten SI, S2, oskillaattorin 8 ja pidätysvirtapiirin komponentit vastuksen R14 kautta. Tasasuuntaajan 10 eteen on kytketty kondensaattorilla Cx varustettu verkkohäiriönpoisto-suodatin. Kondensaattorin Cz suhteen rinnan on kytketty vastuksesta R4 ja vastuksesta R5 muodostettu sarjakytkentä.

Näiden molempien vastusten välisessä keskiulosotossa kytketään välipiirikondensaattorin Cz negatiivisen liitännän suhteen välipiirijännitteestä riippuvainen signaali U2, kuten esitettiin, diodista D4 ja ylimääräisestä vastuksesta R13 • muodostetun sarjakytkennän kautta kondensaattoriin Cg. Sa- • . manaikaisesti kuormituspiiristä kondensaattorin Ci kautta • « * kytketty vaihtojännitekomponentti kytketään diodista D2 ja % * *.ϊ ylimääräisestä vastuksesta R^g muodostuvan sarj akytkennän toisen disjunktiivisen liitäntähaaran kautta samaan kondensaattoriin Cg. Tässä kondensaattorissa Cg oleva jännite us' ohjaa vastusten R15, R16, R17 sarjakytkennän kautta negatii-.··· viseen jakeluliitäntään ja vastuksen R15 kanssa rinnan kyt- ’ ketty liipaisudiodi 8 ohjaa katkaisutyristorin 5 vastuksen

Rl7 kanssa rinnan kytkettyä hilapiiriä.

Kuvio 6 esittää edelleen erästä toista muunnelmaa, jossa kuormitusvirrasta riippuvainen signaali U3 muodostetaan 8 96657 elektronisen etukytkentälaitteen negatiiviseen jakelujohtoon kytkimen SI ja negatiivisen jakeluliitännän väliin liitetyn mittausvastuksen Rgh kautta. Se on syötetty suoraan diodista D3 ja vastuksesta R^g muodostetulla sarjakytkennällä tyristorin veräjäpiiriin. Kynnysjännitteen säätämiseksi on kytkettävä sarjaan useita diodeja yhden diodin D3 sijasta.

Edellä esitetyllä kytkentälaitteella saadaan aikaan varma toimintatapa, pitkä toiminta korkeassa välipiirijännitteessä Uz ja siten vältetään transistoreiden SI, S2 korkeat termiset kuormitukset mahdollisesti ajallisesti viivästetyn katkaisun avulla. Tämän ylijännitekatkaisutoimenpiteen vaste-kynnys säädetään seuraavan taulukon mukaisesti. Se toimii tässä esitetyssä tapauksessa yli 280 Veff:n verkkojännit-teissä.

uverkko Jännite Cx:ssä Jännite Cz:ssa ueff_^s_ueff_^s_Ueff

230 V 340 V 264 V 420 V 377 V

280 V 400 V 322 V 420 V 337 V

________________________________________ kynnysarvo

320 V 460 V 369 V 600 V 403 V

350 V 540 V 404 V 620 V 429 V

»· ·

Claims (9)

9 96657

1. Elektroninen etukytkentälaite (1) kaasunpurkauslamppuja (2) varten, jossa on sisäänmenokytkentäosa (10, 11) välipii-ritasajännitteen (U2) tuottamiseksi jakelujännitteestä (Lj, N), välipiiritasajännitteestä (Uz) syötetty oskillaattori-kytkentäosa (4, 8, SI, S2) vaihtosignaalin (uj tuottamiseksi, joka on syötettävissä kaasunpurkauslamppuun (2), bistabiili katkaisu-pidätyskytkentäosa (3), joka syöttää ensimmäisessä tai vastaavasti toisessa stabiilissa tilassaan oskillaattorikytkentäosaan (4, 8, SI, S2) katkaisusignaalin (u3) ja vapauttaa siten tai vastaavasti kytkee irti oskillaattorikytkentäosan (4, 8, SI, S2), jolloin vaihtosignaalista (uj johdettu ensimmäinen signaali (uja ennalta määrätyn arvon ylittyessä katkaisu-pidätyskytkentäosan (3) sen ensimmäisestä stabiilista tilasta sen toiseen stabiiliin tilaan ja tuottaa katkaisusignaalin (u3), tunnettu siitä, että edelleen välipiiritasajännitteestä (Uz) johdettu toinen signaali (U2) tuottaa katkaisusignaalin (u3) silloin, kun välipiiritasajännite (Uz) ylittää ennalta määrätyn maksimiarvon, ja että on järjestetty laitteet, joiden avulla kulloisillekin signaaleille (ulf u2) voidaan ennalta määrätä halutut vastenopeudet.

···. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektroninen esikytkentä- • · · laite, tunnettu siitä, että toinen signaali (u2) on . . muodostettu jännitteenjakajan (R4,R5) kautta välipiiritasa-« · · :*| · jännitteestä (Uz) . • · · • · ·

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen elektroninen esikyt- • · · kentälaite, tunnettu siitä, että ensimmäinen signaali (ux) ja toinen signaali (u2) ovat syötettävissä TAI-kyt-kentälaitteeseen (6) jonka antosignaali (u3·) on 10 96657 syötettävissä katkaisu-pidätyskytkentäosaan (3) katkaisu-signaalin (u3) tuottamiseksi oskillaattorikytkentäosaa (4, 8, SI, S2) varten.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen elektroninen esikytkentä-laite, tunnettu siitä, että TAI-kytkentälaite (6) on muodostettu integroituna TAI-kytkentänä tai diskreeteistä komponenteista (R6, D4, R2, D2, 190) vastus-diodi-logiikkana ja katkaisu-pidätyskytkentälaitteessa (3) on tyristori (5).

5. Jonkin patenttivaatimuksen 2-4 mukainen elektroninen esikytkentälaite, tunnettu siitä, että välipiirita-sajännitteen (Uz) maksimiarvo on säädettävissä jännitteenja-kajan jakajasuhteen (R4/R5) sekä etenkin diakin tai liipai-sudiodin (7) kynnysjännitteen (läpi-iskujännitteen) avulla.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen elektroninen esikytkentälaite, tunnettu siitä, että ensimmäistä ja/tai toista signaalia (ulf u2) on viivästetty alipäästökytkennän kautta.

7. Patenttivaatimuksen 1 tai ainoastaan patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen elektroninen esikytkentälaite, tunnettu siitä, että ylimääräinen signaali (U3), joka on johdettu kaasunpurkausputken (2) läpi virtaavasta kuormitusvirrasta, tuottaa katkaisusignaalin (us) , kun kuor- • · · *·* ' mitusvirta ylittää ennalta määrättävän maksimiarvon.

« · :.· * 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen elektroninen esikytkentä- • « s : · laite, tunnettu siitä, että ylimääräinen signaali (U3) .·*··, on muodostettu lamppupiirin (2) virranmuuttajan kautta tai virran suhteen verrannollisena mittasignaalina oskil- • · laattorikytkentäosan (3) tehotransistorin (S2) emitterivas-tuksessa (RE) tai esikytkentälaitteen negatiivisessa jakelu-johdossa olevan vastuksen (Rsh) avulla.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen elektroninen esikyt- il 11 96657 kentälaite, tunnettu siitä, että ensimmäinen (u^ , toinen (u2) sekä ylimääräinen (U3) signaali ovat syötettävissä TAI-kytkentälaitteen ja katkaisu-pidätyskytkentäosan (3) kautta oskillaattorikytkentäosaan (4, 8, SI, S2) vaihtoehtoisina katkaisusignaaleina (u3). • «« « · · • · » • · • » ♦ • i · • « I • · » I « ‘ • » I 12 96657