HU195056B - Series circuit for high-pressure discharge lamps, preferably for sodium-vapour lamps - Google Patents
Series circuit for high-pressure discharge lamps, preferably for sodium-vapour lamps Download PDFInfo
- Publication number
- HU195056B HU195056B HU248285A HU248285A HU195056B HU 195056 B HU195056 B HU 195056B HU 248285 A HU248285 A HU 248285A HU 248285 A HU248285 A HU 248285A HU 195056 B HU195056 B HU 195056B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- voltage
- pulse generator
- pressure discharge
- transformer
- pulse
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y02B20/204—
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
A találmány tárgya előtétáramkör nagynyomású kisülőlámpákhoz,különösen nátriumlámpákhoz, amelyeknek legalább 150 V-os egyenfeszültséget szolgáltató forrásra csatlakoztatott, 1 kHz-nél magasabb üzemi frekvenciájú impulzusgenerátora (10),ebben elrendezett első impulzustranszformátora (18),továbbá nagynyomású kisülőlámpával sorosan kapcsolt^ az impulzusgenerátor (10) kimenetéről táplált gyújtóáramköre van, ahol a gyújtóáramkör az impulzusgenerátor (10) kimenetéhez (20, 21) illesztett, fojtóból (24) és vele sorosan, a nagynyomású kisülőlámpával (6) párhuzamosan beiktatott kondenzátorból (25) kialakított, az impulzusgenerátor (10) üresjárási frekvenciájára hangolt soros rezgőkört tartalmaz, míg a nagynyomású kisülőlámpa (6) és a fojtó (24) között induktív tag van beiktatva. Lényege, hogy az impulzusgenerátor (10) a nagynyomású kisülőlámpa (6) részére az egyenfeszültség 35%-ánál kisebb névleges égési feszültség biztosítására alkalmasan van kiképezve, valamint a benne elrendezett első impulzustranszformátor (18) autotranszformátorként vagy szórótranszformátorként van kialakítva, amelynek primer tekercsén (22) az impulzusgenerátor (10) kimenetére (21) vezetett közbenső leágazás (27) van kiképezve. -1-The present invention relates to a ballast circuit for high-pressure discharge lamps, in particular sodium lamps, having a pulse generator (10) with an operating frequency greater than 1 kHz connected to a source of a DC voltage of at least 150 V, a first pulse transformer (18) arranged thereon, and a pulse generator connected in series with a high pressure discharge lamp (10). 10) an ignition circuit fed from the outlet (20) of the pulse generator (10) to the output (20, 21) of the pulse generator (10) and the pulse generator (10) in series with the condenser (25) mounted in parallel with the high pressure discharge lamp (6). it includes a serial oscillating circuit tuned to its idle frequency while an inductive member is inserted between the high pressure discharge lamp (6) and the throttle (24). The essence of this is that the pulse generator (10) is designed for the high-pressure discharge lamp (6) to provide a nominal burning voltage of less than 35% of the direct voltage, and the first pulse transformer (18) arranged therein is formed as an auto transformer or a spreading transformer having a primary coil (22). ) an intermediate junction (27) for the output (21) of the pulse generator (10) is provided. -1-
Description
A találmány tárgya előtétáramkör nagynyomású kisülőlámpákhoz, különösen nátriumlámpákhoz, amelynek legalább 150 V-os egyeníeszültséget szolgáltató forrásra csatlakoztatott, 1 kHz-nél magasabb üzemi frekvenciájú impulzusgenerátora, ebben elrendezet első impuzlustranszformátora, továbbá a lámpával sorosan kapcsolt, az impulzusgenerátor kimenetéről táplált gyújtóáramköre van, ahol a gyújtóáramkör az impulzusgenerátor kimenetéhez illesztett fojtóból és vele sorosan, a nagynyomású kisülőlámpával párhuzamosan beiktatott kondenzátorból kialakított, az impulzusgenerátor üresjárási frekvenciájára hangolt soros rezgőkört tartalmaz, míg a nagynyomású kisülőlámpa és a fojtó között induktív tag van beiktatva, amely primer tekercsével kisegítő impulzusgenerátor kimenetére csatlakoztatot második impulzustranszformátor szekunder tekercseként van kialakítva, továbbá az első impulzustranszformátor primer tekercsével sorosan célszerűen leválasztó kondenzátor van beiktatva.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a ballast for high-pressure discharge lamps, in particular sodium lamps having a pulse generator having an operating frequency greater than 1 kHz connected to a source providing a voltage of at least 150 V, and having a ballast inserted in the pulse generator output chokes in series with it, with the capacitor in parallel with the high-pressure discharge lamp installed, the pulse generator includes tuned idle frequency series resonant circuit, and is interposed inductive member between the high-pressure discharge lamp and the choke, which auxiliary primary winding of the pulse generator output by connecting the second pulse transformer secondary and the first pulse transformer is a primary winding preferably a disconnecting capacitor is connected in series.
Ismeretes, hogy a gázzal töltött nagynyomású kisülőlámpák és közöttük a nátriumlámpák működtetéséhez egyrészt az üzemi feszültségnél nagyobb gyújtófeszültségre, másrészt a lámpa negatív áramkarakterisztikája miatt áramkorlátozó előtétáramkörre van szükség. Termikus problémákat vet fel, hogy a lámpa csak meghatározott (általában akár néhány percet is kitevő) bemelegedési, felfűtési idő után éri el névleges fényteljesítményét. A biztos gyújtáshoz szükséges megemelt gyújtófeszültség az alkalmazott elemek megnövelt elektromos igénybevételét jelenti.It is known that the operation of gas-filled high-pressure discharge lamps, including sodium lamps, requires, on the one hand, an ignition voltage higher than the operating voltage and, on the other hand, a current limiting ballast due to the negative current characteristic of the lamp. It is a thermal problem that the lamp reaches its rated luminous efficacy only after a certain warm-up time (usually a few minutes). The increased ignition voltage required for safe ignition means increased electrical stress on the batteries used.
A nagynyomású kisülőlámpák működését biztosító előtétáramkörök számos típusa ismert. Ezek közül a technika jelenlegi szintjén a legfejlettebbnek a lámpát nagyfrekvenciás impulzusfeszültséggel gerjesztő típusok képezik, mert itt a hálózati frekvenciáról való tápláláshoz viszonyítva mintegy 10—15%-os fényhasznosítási hatásfoknövekedés jelentkezik, és a hálózati ingadozást követő ívkioltásokból adódó zavaró stroboszkópikus hatás már nem érzékelhető.Many types of ballast circuits for the operation of high-pressure discharge lamps are known. Of these, the most advanced types at the present state of the art are the high frequency pulse voltage excitation types, which exhibit about 10 to 15% increase in luminous efficiency compared to the mains frequency supply, and the non-volatile effect caused by non-volatile arc extinguishing.
Az előtétáramkörök tervezésénél a kis méretek és a kis veszteségek elsőrendű követelményként jelentkeznek. Az alkalmazandó áramköröknek a veszteségek minimalizálása érdekében lehetőleg kevés alkatrészt kell tartalmazniuk, továbbá biztosítaniuk kell a lámpák üzemeltetéséhez szükséges gyárilag előírt feltételeket.When designing ballast circuits, small dimensions and small losses are a top priority. The circuits to be used must contain as few components as possible to minimize losses and must meet the factory-specified conditions for operating the lamps.
A nagynyomású kisülőlámpák tulajdonságai, üzemeltetési paraméterei és a velük támasztott követelmények megismerhetők egyebek között a gyártóművek, mint például a TUNGSRAM RT kiadványaiból. Ezek általában az 50 vagy 60 Hz frekvenciájú hálózatokról táplált előtétáramköröket ismertetik, mivel az alkalmazás során elsősorban a hálózati táplálás kerül előtérbe. A kisülőlámpa üzemeltetését jellemző munkapont megválasztásában fontosnak tartják, hogy az égési feszült2 séget a tápfeszültség (a hálózati feszültség) felénél valamivel nagyobb értékre válasszák. A kisülőlámpa munkapontjának űzemközbeni változása a nagynyomású kisülőlámpák öregedését kísérő elkerülhetetlen folyamat, ugyanis idővel az égési feszültség lassan növekszik.The properties, operating parameters and requirements of high-pressure discharge lamps can be found in publications of manufacturers such as TUNGSRAM RT. These typically describe ballast circuits fed from 50 or 60 Hz networks, since the application is primarily powered by mains power. When selecting the operating point for the operation of the discharge lamp, it is considered important that the burn voltage be set to a value slightly higher than half the supply voltage (mains voltage). The in-service change of the discharge lamp operating point is an inevitable process that accompanies the aging of high-pressure discharge lamps as the burn voltage increases slowly over time.
Ismert tény az is, hogy a nagynyomású kisülőlámpák közül a kisebb égésfeszültségű típusok, például ahol a névleges égési feszültség 50 V körül van, a nagyobb, például 100— —110 V-os típusokhoz képest nagyobb élettartammal rendelkeznek, gyújtófeszültség igényük pedig kisebb. Ezeket a lámpatípusokat elsősorban olyan országokban történő használatra fejlesztették ki, ahol a hálózati feszültség 110—120 V körül van, mert induktív előtét alkalmazásával a hivatkozott stabil munkapontot könnyen be lehet állítani. Ahol a hálózati feszültség nagysága 220 V vagy ennél nagyobb, ott az ilyen lámpák' gazdaságos üzemeltetése nehézségekbe ütközik. A feszültség ilyen mértékű csökkentése csak külön áramkörök (transzformátorok, esetleg AC-AC átalakítók) alkalmazását igényelné, az itt jelentkező hatásfokromlás és költségnövekedés az élettartam növekedésével járó előnyöknél nagyobb negatív hatást jelentene.It is also known that high-pressure discharge lamps have lower lifetime voltages, for example, where the rated burn voltage is around 50 volts, have a higher lifetime compared to 100-110 volts, and have a lower ignition voltage requirement. These types of lamps are primarily designed for use in countries where the mains voltage is around 110 to 120 V, because the inductive ballast can easily set the reference stable working point. Where the mains voltage is 220V or more, there is a problem with the economical operation of such lamps. Such a reduction in voltage would only require the use of separate circuits (transformers, possibly AC-AC converters), and the resulting efficiency gains and cost increases would outweigh the benefits of increased life.
Ha a fenti követelményeket tekintjük, akkor a 220 V-os táplálásnak is feszültségkorlátai jelentkeznek. A 220 V-ról nyerhető teljeshullámú egyenirányítás feszültsége adott, az így nyert egyenfeszültségről kapcsolóüzemű generátorral nyerhető váltófeszültség nagysága is meghatározott. Ha például a négyszögfeszültséget előállító impulzusgenerátorban két sorosan kapcsolt, ellenütemben vezérelt félvezetős kapcsolóeszközt alkalmazunk, akkor a hálózati váltófeszültség mintegy 80%nak megfelelő szintű négyszögjeleket kapunk. A kisfeszültségű lámpák vezérlése erről a szintről még mindig nem oldható meg gazdaságosan.Considering the above requirements, there are also voltage limits for the 220 V supply. The voltage of the 220 V full-wave rectifier is given, and the AC voltage obtained from the DC voltage thus obtained is also specified. For example, by using two series-connected, countercurrent-controlled semiconductor switching devices in a pulse generator for rectangular voltage, rectangular signals of approximately 80% of the mains AC voltage are obtained. Controlling low-voltage lamps from this level is still not economically feasible.
Az előtétáramkörökkel szemben támasztott követelmények egy másik csoportját képezi a gyújtóimpulzusok biztonságos generálása, illetve az ehhez szükséges áramkörök megbízhatósága. A mintegy 1000—2000 (esetleg 4000) V-os gyújtóimpulzusok előállítása ilyen feszültségre méretezett alkatrészek gyártását igényli, és ez a nagy villamos szigetelési szilárdság az alkatrészek, különösen a soros fojtótekercs méretezésénél támaszt nehézségeket, illetve a méreteket és a súlyt növeli. A nagyfeszültségű jelektől és azok tranzienseitől az impulzusgenerátorban használt félvezető elemeket óvni kell.Another set of requirements for ballast circuits is the safe generation of ignition pulses and the reliability of the necessary circuits. The production of ignition pulses of about 1000-2000 (possibly 4000) V requires the production of components rated for this voltage, and this high electrical insulation strength increases the difficulty, dimensions and weight of the components, particularly the serial choke. The high voltage signals and their transients must be protected from the semiconductor elements used in the pulse generator.
Több fénycső rezgőkörrel történő begyújtására alkalmas áramkör ismerhető meg az 1 556 292 Ijsz. GB szabadalmi leírásban. Az ebben foglalt kitanítás a nagynyomású kisülőlámpák esetében nem használható, ugyanis maga a rezonáns gyújtás önmagában nem alkalmas azoknak a nagy feszültségigényű gyújtási feladatoknak a megoldására, amelyek ez utóbbi lámpatípusnál jelentkeznek.A circuit for igniting multiple fluorescent tubes by means of a vibrating circuit is described in U.S. Patent No. 1,556,292. GB. The teachings contained herein are not applicable to high-pressure discharge lamps, since the resonant ignition itself is not capable of solving the high-voltage ignition tasks that occur with the latter type of lamp.
-2195056-2195056
A 27 05 170 szám alatt közrebocsátott DE szabadalmi leírásból olyan előtétáramkör ismerhető meg, amellyel nagynyomású kisülőlámpa egyenáramú telepről vagy egyenirányított feszültség más forrásától táplálható. A javasolt áramkör a nagynyomású kisülőlámpa sarkaival párhuzamosan csatlakoztatott kondenzátor egyik pólusára közvetlenül, másik pólusára induktív elemen, a leírás szerint induktív tekercsen keresztül csatlakoztatott, nagyfrekvenciás DC/AC átalakítóként kialakított impulzusgenerátort tartalmaz. Az impulzusgenerátorban impulzustranszformátorra vezetett két kapcsolóüzemű félvezető áramkör és ellenállásokból felépített osztó van. Ennek az előtétáramkörnek az a hiányossága, hogy a nagyfeszültségű gyújtóimpulzusokat egy gyújtójelként állítja elő, ezért az egyes alkatrészeket a gyújtóáramkörben a teljes gyújtójel nagy feszültségének megfelelő szilárdságra kell méretezni.DE-A-27 05 170 discloses a ballast circuit for supplying a high-pressure discharge lamp from a DC battery or other source of rectified voltage. The proposed circuit comprises a pulse generator, which is connected as a high frequency DC / AC converter directly to one pole of the capacitor connected parallel to the corners of the high pressure discharge lamp and directly to the other pole of the capacitor. The pulse generator has two switching semiconductor circuits led to a pulse transformer and a resistor divider. The disadvantage of this ballast circuit is that it generates high voltage ignition pulses as a single firing signal, so that each component in the firing circuit must be sized to a high voltage across the entire firing signal.
A találmány feladata olyan előtétáramkör létrehozása nagynyomású kisülőlámpákhoz, amely egyrészt az ismertekhez képest jelentősen csökkentett feszültségigénybevételű, így kisebb feszültségszilárdságra méretezhető alkatrészekből áll, másrészt képes a 220 V-os hálózati feszültségnél lényegesen kisebb, 50 ... 55 V-os névleges égési feszültségű kisülőlámpák jó hatásfokú, megbízható üzemelését biztosítani.It is an object of the present invention to provide a ballast circuit for high-pressure discharge lamps which, on the one hand, consist of components that are significantly reduced in voltage compared to prior art and can be scaled to lower voltage strengths, on the other hand. efficient, reliable operation.
A találmány alapja az a felismerés, hogy a nagynyomású kisülőlámpa működtetéséhez elegendő a szokványos üzemi feltételek között tápellátást biztosító impulzusgenerátor kimenetén olyan elrendezést létrehozni, amely az impulzusgenerátorhoz nagyfrekvenciásán illesztett, annak üresjárási állapotára hangolt soros rezgőkörrel csatolt impulzustranszformátort alkot.The invention is based on the discovery that for operating a high-pressure discharge lamp, it is sufficient to provide an arrangement at the output of a pulse generator which supplies power under normal operating conditions and which is connected to the pulse generator by a high-frequency
A kitűzött feladat megoldására, tehát a hálózati váltakozófeszültségnél lényegesen kisebb feszültségű nagynyomású kisülőlámpák, különösen nátriumlámpák gyújtásához és tápellátásához olyan előtétáramkört dolgoztunk ki, amelynek legalább 150 V-os egyenfeszültséget szolgáltató forrásra csatlakoztatott, 1 kHz-nél magasabb üzemi frekvenciájú impulzusgenerátora, ebben elrendezett első impulzustranszformátora, továbbá nagynyomású kisülőlámpával sorosan kapcsolt, az impulzusgenerátor kimenetéről táplált gyújtóáramköre van, ahol a gyújtóáramkör az impulzusgenerátor kimenetéhez illesztett, fojtóból és vele sorosan, a nagynyomású kisülőlámpával párhuzamosan beiktatott kondenzátorból kialakított, az impulzusgenerátor üresjárási frekvenciájára hangolt soros rezgőkört tartalmaz, míg a nagynyomású kisülőlámpa és a fojtó között induktív tag van beiktatva, amely primer tekercsével kisegítő impulzusgenerátor kimenetére csatlakoztatott másik impulzustranszformátor szekunder tekercseként van kialakítva, továbbá az első impulzustranszformátor primer tekercsével sorosan célszerűen leválasztó kondenzátor van beiktatva, és a találmány szerint az impulzusgenerátor a nagynyomású kisülőlámpa részére az egyenfeszültség 35%-ánál kisebb névleges égési feszültség biztosítására alkalmasan van kiképezve, valamint a benne elrendezett első impulzustranszformátor autotranszformátorként vagy szórótranszformátorként van kialakítva, amelynek primer tekercsén az impulzusgenerátor kimenetére vezetett közbenső leágazás van kiképezve. A javasolt megoldás nagy előnye, hogy viszonylag kis elemszámú előtétáramkörből hozható létre, amelynek a soros rezgőkör kondenzátorán keletkező nagyfeszültségű tranziensek a kisegítő impulzusgenerátor jeleivel együtt a lámpa megbízható gyújtását adják.In order to solve this problem, that is, for the ignition and power supply of high-pressure discharge lamps, especially sodium lamps, which are significantly lower than the mains AC voltage, and an ignition circuit in series connected to the high-pressure discharge lamp, the output of the pulse generator being provided, wherein the ignition circuit comprises a capacitor connected to the output of the pulse generator; an inductive member is inserted between which an imp a second pulse transformer connected to the output of the pulse generator is provided as a secondary coil, and a capacitor disconnected in series with the primary pulse of the first pulse transformer, and according to the invention, the pulse generator is the first pulse transformer arranged therein is designed as an autotransformer or a spray transformer, the primary winding of which has an intermediate branch to the output of the pulse generator. A great advantage of the proposed solution is that it can be formed from a relatively small number of ballast circuits whose high-voltage transients generated on the serial oscillator circuit capacitor together with the auxiliary pulse generator signals provide a reliable ignition of the lamp.
Ugyancsak lényeges áramköri megtakarítás származik abból, ha a szórótranszformátorként kialakított első impulzustranszformátor leágazása közvetlenül vagy csökkentett induktivitású fojtón keresztül csatlakozik a kondenzátorhoz és a soros rezgőkör induktív reaktanciáját legalább részben az impulzustranszformátor szórt induktivitása képezi.Significant circuit savings also result from the branching of the first impulse transformer, which is designed as a jet transformer, directly or via a reduced inductance choke to the capacitor and at least in part the inductance of the pulse transformer is at least partially represented by the inductance of the pulse transformer.
A találmány szerint kialakított előtétáramkör beépítésével kisfeszültségű nagynyomású kisülőlámpák nagyobb feszültségű hálózatokról is táplálhatókká válnak, az áramkör egyszerű, vesztesége kicsi, azaz hatásfoka jó, és a soros rezgőkör miatt a gyújtás biztonságosabbá, az induktív tekercsek villamos igénybevétele pedig kisebbé válik.By incorporating a ballast circuit according to the invention, low-voltage high-pressure discharge lamps can also be supplied from higher-voltage networks, the circuit is simple, has low loss in efficiency and, due to the serial oscillation circuit, fires more safely and inductive coils.
A találmány szerinti előtétáramkört a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon azThe ballast circuit according to the invention will now be described in more detail with reference to the drawings. In the drawing it is
1. ábra a találmány szerinti előtétáramkör egy példakénti kiviteli alakjának kapcsolási vázlata, a1 is a schematic diagram of an exemplary embodiment of a ballast according to the invention,
2. ábra az 1. ábra szerinti kiviteli alak egy megkülönböztető részletét szemléltető vázlat, míg aFigure 2 is a diagram illustrating a distinctive detail of the embodiment of Figure 1, while
3. ábra az 1. ábrán vázolt 10 impulzusgenerátor egy példakénti belső kialakítását szemléltető kapcsolási rajz.Fig. 3 is a circuit diagram illustrating an exemplary internal configuration of the pulse generator 10 shown in Fig. 1.
A találmány szerinti előtétáramkör (1. ábra) például 220 V-os hálózati feszültséghez 1, 2 kapcsokon keresztül csatlakozó 3 teljeshullámú egyenirányító egyenáramú 4, 5 kapcsai közé csatlakoztatott 10 impulzusgenerátorral, a 10 impulzusgenerátor két 20 és 21 kimenetét 6 nagynyomású kisülőlámpához csatlakoztató gyújtóáramkörrel és ehhez kap csolódó 7 kisegítő impulzusgenerátorral van kialakítva.The ballast circuit according to the invention (Fig. 1), for example, has a pulse generator 10 connected between a full-wave rectifier DC terminal 4, 5 connected to a 220 V mains voltage via terminals 1, 2 and a high-pressure discharge lamp 6 connected to the two outputs cap is provided with auxiliary pulse generator 7.
A 4, 5 kapcsok között 11, 12 kondenzátorokból, valamint 13, 14 ellenállásokból álló osztó 15 osztáspontja virtuális középpontot képez, és a 10 impulzusgenerátor a 15 osztáspont, valamint a 4, illetve 5 kapcsok közé iktatott két 16 és 17 kapcsolóüzemű félvezető áramkörből és ezek között ellenfázisú visszacsatolást létesítő 18 első impulzustranszformátorból áll, amelynek 22 primer tekercse egyenáramú leválasztást biztosító 19 leválasztóThe dividing point 15 of the divider consisting of capacitors 11, 12 and resistors 13, 14 between the terminals 4, 5 forms a virtual center and the pulse generator 10 is formed by the dividing point 15 and the two switching semiconductor circuits 16 and 17 comprising a first impulse transformer 18 for providing a back-phase feedback, the primary winding 22 of which comprises a DC isolator 19
-3195056 kondenzátoron keresztül a 15 osztáspontra és a 16, 17 kapcsolóüzemű félvezető áramkörök közös pontjára kapcsolódik. Ez utóbbi pont a 20 kimenettel azonos.It is connected via a capacitor -3195056 to the dividing point 15 and to the common point of the switching semiconductor circuits 16, 17. The latter point is identical to the 20 outputs.
A 18 első impulzustranszformátornak két 8, 9 visszacsatoló (szekunder) tekercse van, amelyek a 16, 17 kapcsolóüzemű félvezető áramkörhöz csatlakoznak. 10 impulzusgenerátort legcélszerűbb blocking oszcillátorként kialakítani; egy ilyen elrendezés kapcsolási rajzát a 3. ábra szemlélteti. A 16,17 kapcsolóüzemű félvezető áramkörön belül található alkatrészek esetében a szabványos jelöléseket alkalmaztuk, az áramkör külön ismertetése szakember számára szükségtelen.The first pulse transformer 18 has two secondary windings 8, 9 connected to the switching semiconductor circuit 16, 17. 10 pulse generators are best constructed as blocking oscillators; a schematic diagram of such an arrangement is illustrated in FIG. Components within the switching semiconductor circuit 16,17 are standard designations, and no special disclosure of the circuit is required by those skilled in the art.
A 10 impuízusgenerátor 20, 21 kimenetei (1. ábra) között 24 fojtóból és 25 kondenzátorból álló, a 10 impulzusgenerátor üresjárási frekvenciájára hangolt soros rezgőkört tartalmaz. A 25 kondenzátorral párhuzamosan 26 második impulzustranszformátor szekunder tekercséből és a 6 nagynyomású kisülőlámpából álló soros tag van elrendezve, míg a 7 kisegítő impulzusgenerátor a 26 második impulzustranszformátor primer tekercsére kapcsolódik. A 25 kondenzátor a 26 második impulzustranszformátor szekunder tekercsének és a 24 fojtónak a közös pontjára kapcsolódik.Between the outputs 20, 21 of the pulse generator 10 (Fig. 1), there is a series of oscillating circuits consisting of 24 chokes and capacitors 25 tuned to the idle frequency of the pulse generator 10. In parallel to the capacitor 25, a series member consisting of a secondary coil of a second pulse transformer 26 and a high-pressure discharge lamp 6 is provided, while the auxiliary pulse generator 7 is coupled to the primary coil of the second pulse transformer 26. The capacitor 25 is connected to the common point of the secondary coil of the second pulse transformer 26 and the throttle 24.
Ezt az egyszerű kialakítást az teszi lehetővé, hogy a 18 első impulzustranszformátort autotranszformátor vagy szórótranszformátor képezi, továbbá 22 primer tekercsén 27 közbenső leágazása van, és ez képezi egyúttal a 10 impulzusgenerátor 21 kimenetét. A 10 impulzusgenerátor és a gyújtóáramkör között szükséges illesztést tehát a 27 közbenső leágazás megfelelő megválasztásával megoldhatjuk. Megfelelő méretezéssel és a 18 első impulzustranszformátor szórótranszformátoros kiképzésével a 24 fojtó szerepét a 27 közbenső leágazásra transzformált sorosan jelentkező szórt induktivitás látja el, amelyet az 1. ábrán szaggatott vonallal jelöltünk. A helyes működés egyik feltétele, hogy a 10 impulzusgenerátornak üresjárási állapotban (vagyis a 6 nagynyomású kísülŐlámpa begyújtatlan állapotához tartozó rezgési frekvenciáján) a 25 kondenzátor a 24 fojtó, illetve az általa képviselt szórt induktivitás soros rezgőkört alkosson.This simple design is made possible by the fact that the first pulse transformer 18 is an autotransformer or a spray transformer, and that the primary winding 22 has an intermediate branch 27, which also forms the output 21 of the pulse generator 10. The necessary connection between the pulse generator 10 and the ignition circuit can thus be accomplished by proper selection of the intermediate branch 27. With proper sizing and spray-transformer design of the first pulse transformer 18, the function of the throttle 24 is provided by the series-induced frictional inductance transformed into the intermediate branch 27, indicated by a dashed line in FIG. One condition for proper operation is that the pulse generator 10, when idle (i.e., at the oscillation frequency of the high pressure auxiliary lamp 6), forms a serial oscillation circuit of the inductor 24 and of the diffused inductance it represents.
A 2. ábra az 1. ábra szerinti megoldás egy olyan változatát szemlélteti, amelynél egyszerűség kedvéért a 26 második impulzustraszformátort és a hozzá csatlakozó 7 kisegítő impulzusgenerátort elhagytuk, és a 27 közbenső leágazás révén kialakuló, szaggatott vonallal jelölt transzformált soros 28 reaktanciát alkalmazunk, amellyel a 25 kondenzátor a 10 impulzusgenerátor üresjárási frekvenciáján soros rezonanciába kerül. A 2. ábrán nem vázolt áramkörök teljesen azonosak az 1. ábra megfelelő áramköreivel.Fig. 2 illustrates a variant of the solution of Fig. 1, in which, for simplicity, the second pulse transformer 26 and the auxiliary pulse generator 7 connected thereto are omitted and the transformed serial reactance 28 formed by the dashed line 27 is used. The capacitor 25 is in series resonance at the idle frequency of the pulse generator 10. The circuits not shown in Figure 2 are completely identical to those of Figure 1.
A találmány szerinti előtétáramkör az alábbiak szerint működik:The ballast circuit according to the invention operates as follows:
Az 1 és 2 kapcsok között megjelenő, például 220 V-os hálózati feszültség teljeshullámú egyenírányítása után a csúcsfeszültség 4 mintegy 0,8-0,9-szeres értékének megfelelő egyenfeszültséget kapunk, amennyiben megfelelő kapacitású energiatároló kondenzátort is használunk. Az egyenfeszültségű szűrőáramkört a rajzon külön nem tüntettük fel. A példakénti esetben mintegy 300 V-os egyenfeszültség az egyenáramú 4 és 5 kapcsok között jelenik meg és a 15 osztásponton ennek a feszültségnek a fele mérhető. A 10 impulzusgenerátor 16 és 17 kapcsolóüzemű félvezető áramkörei tápfeszültség gyanánt ezt a félfeszültséget kapják meg és a 180°-kal eltolt fázisú visszacsatolás révén lavinaszerűen felváltva nyitnak és zárnak. Ennek eredményeként a 18 első impulzustranszformátor 22 primer tekercsére mintegy 150 V-os csúcsértékű négyszögfeszültségű impulzussorozat kapcsolódik. A két ág szimmetrikus kiképzése esetén az impulzussorozat kitöltési tényezője 0,5-ös értékű, azaz a négyszögfeszültség szimmetrikus. A 19 leválasztó kondenzátor szerepe az egyenfeszültségű összetevő leválasztása.After full-wave rectification of the mains voltage between terminals 1 and 2, for example 220 V, a DC voltage of about 0.8-0.9 times the peak voltage 4 is obtained if a capacitor of sufficient capacity is used. The DC filter circuit is not shown separately in the drawing. In the exemplary case, a voltage of about 300 V is displayed between the DC terminals 4 and 5 and half of this voltage can be measured at the dividing point. Switching mode semiconductor circuits 16 and 17 of pulse generator 10 receive this semiconductor voltage as a supply voltage and open and close alternately in an avalanche fashion through 180 ° offset phase feedback. As a result, the primary winding 22 of the first pulse transformer 18 is connected to a pulse series having a peak voltage of about 150 V. When the two branches are symmetrical, the duty cycle of the impulse series is 0.5, i.e. the rectangular voltage is symmetric. The role of the isolating capacitor 19 is to isolate the DC component.
Az impulzussorozat frekvenciája célszerűen 10—30 kHz között van, és a 10 impulzusgenerátor javasolt kiképzése esetén a terhelés növekedésével növekvő jellegű.The frequency of the pulse train is preferably in the range of 10 to 30 kHz and, with the proposed training of the pulse generator 10, increases in frequency as the load increases.
A találmány szerinti előtétáramkör alapvető rendeltetése a kis égésfeszültségű 6 nagynyomású kisülőlámpa, különösen nátriumlámpa jó hatásfokú üzemeltetése. Kis, azaz a hálózati feszültség 20—35%-a, tehát mintegy 45 és 75 V közé eső névleges feszültségű nátriumlámpáknál a 220 V-os üzemeltetésre szokásosan alkalmazott 90 ... 110 V-os névleges feszültségű lámpákhoz képest nagyobb élettartam, és azonos teljesítmény esetén kisebb kisülőcsőhossz, ebből adódóan pedig alacsonyabb gyújtófeszültség-igény tartozik. Ha figyelembe vesszük azt a körülményt, hogy a használat során a lámpa égésfeszültsége enyhén növekszik, akkor a stabil üzem biztosításához olyan impedanciájú soros induktív reaktancia és olyan feszültség alkalmazására van szükség, amely a teljesítmény-feszültség karakterisztika csúcspontjánál nagyobb feszültségű munkapontot állít be új lámpák esetén is. Általánosan ismert körülmény, hogy a karakterisztikán a felvett teljesítménynek a hálózati feszültség felénél van a maximuma. Kis égésfeszültségü lámpáknál soros induktivitás megnövelése esetén ez a feltétel már nem áll fenn. Ezért a megfelelő munkapont biztosításához a 18 első impulzustranszformátor 22 primer tekercsén rendelkezésre álló négyszögfeszültségnél kisebb feszültségű táplálásra van szükség.An essential function of the ballast circuit according to the invention is the efficient operation of the low-pressure high-pressure discharge lamp 6, in particular the sodium lamp. Small, ie 20-35% of the mains voltage, ie longer lifetime and the same performance for sodium lamps with a rated voltage of approximately 45 to 75 V compared to 90 to 110 V rated for normal operation with 220 V has a smaller discharge tube length and consequently a lower ignition voltage requirement. Taking into account the fact that the lamp voltage of the lamp increases slightly during use, it is necessary to use a series impedance inductive reactance and a voltage that sets the operating voltage of new lamps with a peak voltage higher than the peak of the power-voltage characteristic. . It is a well-known circumstance that the characteristic power has a maximum at half the mains voltage. In the case of low-voltage lamps, this condition is no longer met if the series inductance is increased. Therefore, a supply voltage less than the rectangular voltage available on the primary winding 22 of the first pulse transformer 18 is required to provide a suitable operating point.
A találmány szerinti előtétáramkörben a feszültség csökkentésére a szóró- vagy autotranszformátorként kiképzett 18 első impulzustranszformátort használtuk, és ennek 27 közbenső leágazásával sorosan kapcsolódik a 24 fojtóból és a 26 második impulzustranszformátor primer tekercséből álló induktív reaktancia, amely a 6 nagynyomású kisülőlámpára csatolja a tápfeszültséget. A 27 közbenső leágazás helye a 6 kisülőlámpa névlegesThe first pulse transformer 18, which is configured as a spreader or autotransformer, is used to reduce the voltage in the ballast circuit according to the invention, and its intermediate branch 27 is connected in series with the inductive reactance of the primary winding of the choke 24 and the second pulse transformer 26. The location of the intermediate branch 27 is the discharge lamp 6
-4195056 égésfeszültségétől függ, míg a 25 kondenzátor értéke helyes megválasztásának a gyújtás szempontjából van kiemelt jelentősége. Ha a 25 kondenzátor a 10 impulzusgenerátor üresjárási, vagyis a kisülőlámpa begyújtatlan állapotához tartozó frekvencián a 24 fojtó induktivitásával soros rezonanciába kerül, akkor rajta a tranziens feszültségnek a jósági tényezőtől függő túllendülése jelenik meg, és erre szuperpónálódik rá a 7 kisegítő impulzusgenerátor felől érkező transzformált gyújtófeszültség. Ebből következik, hogy a 7 kisegítő impulzusgenerátor feszültségét a gyújtásfeszültségnél kisebbre lehet választani, tehát a 24 fojtó, valamint a 26 második impulzustranszformátor feszültségterhelése is arányosan kisebb lesz. A lámpa begyújtása után az általa képviselt terhelés a soros rezgőkört elhangolja és olyan mértékben terheli, hogy azon említésreméltó feszültségnövekedés már nem jelenik meg. A lámpaáram átfolyik a 26 második impulzustranszformátor szekunder tekercsén, amely ekkor elsősorban soros fojtóként üzemel. A gyújtóimpulzus szempontjából pedig a 26 második impulzustranszformátor erősen terhelt állapotba kerül, mert a működő kisülőcső a 25 kondenzátoron keresztül nagyfrekvenciásán kisöntöli a transzformátor kimenetét.-4195056 depends on the ignition voltage, while the correct choice of capacitor 25 value is crucial for ignition. When the capacitor 25 is in series resonance with the inductance of the inductor 24 at the frequency corresponding to the idle state of the pulse generator 10, a transient voltage over-voltage impulse is superimposed upon the transient voltage. It follows that the voltage of the auxiliary pulse generator 7 can be chosen to be lower than the ignition voltage, so that the voltage of the inductor 24 and the second pulse transformer 26 will be proportionally lower. When the lamp is lit, the load it represents tones the serial oscillator circuit and so exerts a noticeable voltage increase on it. The lamp current flows through the secondary coil of the second pulse transformer 26, which then acts primarily as a serial choke. From the point of view of the ignition pulse, the second pulse transformer 26 is in a heavily loaded state because the working discharge tube through the capacitor 25 kills the transformer output at high frequency.
A 18 első impulzustranszformátor szórótranszformátoros kialakítása jelentőséget ad a 24 fojtó induktivitásának lényeges csökkentésére, sőt, esetleges elhagyására is. Ebben az esetben a 27 közbenső leágazás felől mérhető szórt induktivitás a 25 kondenzátorral a rezonancia feltételét teljesíti. A 2. ábrán vázolt megoldás különösen kisebb teljesítményű lámpák esetében előnyös, mert ott a kisebb gyújtófeszültség adott esetben a 26 második impulzustranszformátor és a 7 kisegítő impulzusgenerátor elhagyását is lehetővé teszi. Ehhez természetesen hozzájárul az a körülmény is, hogy a szórt induktivitással képzett soros rezgőkör megnövelt jósági tényezővel rendelkezik, és ezáltal a 25 kondenzátorral nagyobb feszültségű gyújtóimpulzusok generálhatókThe spray-transformer design of the first pulse transformer 18 is also significant in reducing, if not eliminating, inductance 24. In this case, the diffused inductance measured from the intermediate branch 27 with the capacitor 25 fulfills the condition of resonance. The solution illustrated in Fig. 2 is particularly advantageous for lamps with lower wattages, where the lower ignition voltage may also allow the second pulse transformer 26 and the auxiliary pulse generator 7 to be omitted. This is, of course, also due to the fact that the series oscillation circuit with its inductance has an increased goodness factor and thus the capacitor 25 can generate higher voltage ignition pulses.
A találmány szerinti előtétáramkör előnye, hogy az egyes áramkör elemekre jutó terhelés és villamos feszültségigénybevétel csökkentett mértékű, hiszen például a 16 és 17 kapcsolóüzemű félvezető áramkörök a gyújtófeszültségtől teljesen elválasztottak és egyenfeszültségű igénybevételük is csak a teljes egyenfeszültség felének felel meg.The advantage of the ballast circuit according to the invention is that the load on each circuit element and the electrical voltage demand are reduced, since, for example, the switching semiconductor circuits 16 and 17 are completely separated from the ignition voltage and only half the full DC voltage.
A találmány-szerinti előtétáramkör legnagyobb előnye a kisebb névleges feszültségű és nagyobb élettartamú lámpáknak a nagyobb hálózati feszültségről (például 220 V vagy 380 V) való működtethetőségében, továbbá a gyújtóáramkörök villamos terhelésének csökkentésében van.The main advantage of the ballast circuit according to the invention is the ability to operate lamps with lower rated voltages and longer lifetimes from higher mains voltages (for example 220 V or 380 V) and to reduce the electrical load on the ignition circuits.
Bár a kiviteli példa ismertetésénél váltakozóáramú hálózatról megoldott táplálást ismertettünk, a találmány szerinti előtétáramkör működésképességét nem befolyásolja, ha az egyenáramú 4 és 5 kapcsokra bármely ren10 delkezésre álló forrásból közvetlenül egyenfeszültséget kapcsolunk. A találmány szerinti megoldás alkalmazásának akkor van létjogosultsága, ha az egyenfeszültséghez képest a kisülőlámpa névleges égési feszültsége nem nagyobb annak 35%-ánál.Although the exemplary embodiment illustrates an AC mains power supply, the operation of the ballast circuit of the present invention is not affected by directly connecting DC power to the DC terminals 4 and 5 from any available source. The present invention is justified if the rated voltage of the discharge lamp is not more than 35% relative to the DC voltage.
Claims (2)
Priority Applications (13)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU248285A HU195056B (en) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | Series circuit for high-pressure discharge lamps, preferably for sodium-vapour lamps |
GB8601387A GB2172451B (en) | 1985-02-07 | 1986-01-21 | Circuit system for igniting and lighting a high-pressure discharge lamp particulary a sodium vapour lamp |
US06/825,329 US4749914A (en) | 1985-02-07 | 1986-02-03 | Circuit system for igniting and operating a high-pressure discharge lamp, particularly a sodium vapor lamp |
CS86736A CS270429B2 (en) | 1985-02-07 | 1986-02-03 | Ballast for high-pressure discharge lamps' ignition and high-frequency feed |
CH431/86A CH668879A5 (en) | 1985-02-07 | 1986-02-04 | CONTROL UNIT FOR HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMPS, ESPECIALLY FOR SODIUM STEAM LAMPS. |
BE0/216226A BE904172A (en) | 1985-02-07 | 1986-02-05 | BALLAST FOR HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMPS AND PARTICULARLY FOR SODIUM STEAM LAMPS. |
DE19863603474 DE3603474A1 (en) | 1985-02-07 | 1986-02-05 | CONTROL UNIT FOR HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMPS, IN PARTICULAR FOR SODIUM STEAM LAMPS |
NL8600272A NL8600272A (en) | 1985-02-07 | 1986-02-05 | Ballast for high pressure discharge lamps, in particular sodium lamps. |
SE8600508A SE8600508L (en) | 1985-02-07 | 1986-02-05 | PRESSURE CONNECTOR FOR HIGH PRESSURE URL ADD LAMP, SPECIAL SODIUM ANGLE LAMP |
FR8601583A FR2577100B1 (en) | 1985-02-07 | 1986-02-05 | BALLAST FOR HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMPS, PARTICULARLY FOR SODIUM STEAM LAMPS |
FI860542A FI860542A (en) | 1985-02-07 | 1986-02-06 | FOERKOPPLINGSANORDNING FOER HOEGTRYCKSURLADDNINGSLAMPOR SPECIELLT FOER SODIUMONGLAMPOR. |
JP61025669A JPS61245496A (en) | 1985-02-07 | 1986-02-07 | Circuit system for ignition and lighting of high pressure discharge lamp, especially sodium vapor lamp |
IL78587A IL78587A (en) | 1985-06-25 | 1986-04-22 | Circuit system for igniting and lighting a high-pressure discharge lamp |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU248285A HU195056B (en) | 1985-06-25 | 1985-06-25 | Series circuit for high-pressure discharge lamps, preferably for sodium-vapour lamps |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HUT40547A HUT40547A (en) | 1986-12-28 |
HU195056B true HU195056B (en) | 1988-03-28 |
Family
ID=10959596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU248285A HU195056B (en) | 1985-02-07 | 1985-06-25 | Series circuit for high-pressure discharge lamps, preferably for sodium-vapour lamps |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
HU (1) | HU195056B (en) |
IL (1) | IL78587A (en) |
-
1985
- 1985-06-25 HU HU248285A patent/HU195056B/en not_active IP Right Cessation
-
1986
- 1986-04-22 IL IL78587A patent/IL78587A/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IL78587A (en) | 1989-12-15 |
HUT40547A (en) | 1986-12-28 |
IL78587A0 (en) | 1986-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4749914A (en) | Circuit system for igniting and operating a high-pressure discharge lamp, particularly a sodium vapor lamp | |
US4958107A (en) | Switching arrangement for HID lamps | |
CA1225693A (en) | Dc/ac converter for the ignition and the supply with alternating current of a gas-and/or vapour discharge lamp | |
FI69740C (en) | FOERKOPPLINGSANORDNING FOER ANVAENDNING VID LAOGTRYCKSURLADDNINGSLAMPOR | |
US5023519A (en) | Circuit for starting and operating a gas discharge lamp | |
US4862041A (en) | Dimmable electronic transformer circuit | |
US4748383A (en) | DC-AC converter for igniting and supplying a discharge lamp | |
US7528557B2 (en) | Electronic controller for high-power gas discharging lamp | |
US7919927B2 (en) | Circuit having EMI and current leakage to ground control circuit | |
US5498936A (en) | Power system with simplified, low cost self-starting self oscillator, power factor correction, power regulation and output open circuit voltage regulation, overload and short circuit protection | |
EP0134282B1 (en) | Electronic ballast circuit | |
EP0581912B1 (en) | Improved low loss ballast system | |
US5635800A (en) | Ballast circuit with a japped transformer flyback converter providing driving energy for start, glow and run modes of a lamp | |
US4818918A (en) | High frequency lighting system for gas discharge lamps | |
US4353011A (en) | Hot cathode discharge lamp lighting device | |
HU195056B (en) | Series circuit for high-pressure discharge lamps, preferably for sodium-vapour lamps | |
KR970061625A (en) | Internal combustion engine driven discharge lamp lighting device | |
US4740731A (en) | Two capacitor apparatus for sequential starting and operation of multiple series connected discharge lamps | |
KR100311322B1 (en) | Internal combustion engine-driven discharge lamp lighting device | |
RU2088054C1 (en) | Device for ignition of gas-discharge lamps | |
US4538094A (en) | Lamp ballast with near unity power factor and low harmonic content | |
US11647573B2 (en) | Driver circuit with reduced current ripple | |
JPH07245186A (en) | Discharge lamp lighting device | |
HU195055B (en) | Electronic series element for gas-discharge lamps, preferably for sodium vapour lamps | |
JPH11508399A (en) | Circuit device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HU90 | Patent valid on 900628 | ||
HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |