HU213126B - System for operating discharge lamps with electrode circuit break - Google Patents

Description

A találmány tárgya fénycsőmeghajtó rendszer elektródáramkör megszakítással, legalább egy darab kételektródos fénycső meghajtására, amely egy váltakozóáramú feszültségforrásra kapcsolható, és ekkor a fénycsövön feszültséget létesítő terheléssel van kialakítva.

A fénycsövek által felvett teljesítmény csökkentése a fűtő elektród áramának gyújtás utáni lekapcsolásával érhető el.

Korábban többféle rendszert javasoltak ennek megoldására. Egyes rendszerekben - így pl. a 4 661 745 és a 4 954 749 lajstromszámú US szabadalmi leírások szerint reléket alkalmaznak. A relék azonban zajosak és élettartamuk korlátozott. A 4 399 391 lajstromszámú US szabadalomban izzítótranszformátort alkalmaztak. Az izzítótranszformátoros rendszerekben járulékos védelemre van szükség a túláramok ellen, amelyek akkor léphetnek fel, ha a fénycső egy elektródja meghibásodik, és a fénycső egyenirányítóként működik.

Az US 4 010 399 lsz. szabadalmi leírás szerint a fénycső bekapcsolása után, annak működő állapota esetén egy feszültségosztón keresztül lecsökken az alkalmazott triakrajutó feszültség, a triak kikapcsolva megszünteti a fűtőáramot. A megoldás az üzemi feszültség lefelé vagy felfelé történő változása esetén nem működik megbízhatóan. Ez pl. újragyújtás esetén kedvezőtlen lehet.

Találmányunk célja egy tökéletesített fénycsőmeghajtó rendszer kialakítása, amely a fénycsöveknél gyújtás után megszünteti a fűtő elektród áramát.

Találmányunkhoz az az alapfelismerés vezetett el, hogy a fűtőelektródok áramát feszültségvezéreit módon meg kell szakítani, ha már minden fénycső elérte a begyújtott állapotát.

A feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a terhelésben több tekercset és több félvezető kapcsolót alkalmazunk, ahol az egyes félvezető kapcsolók a megfelelő tekercset összekötik a fénycső ehhez tartozó elektródjával. A terhelésben van továbbá egy feszültségvezéreit vezérlőegység, amely bemenetéivel a fénycsőre van kötve, és amely a fénycső kapcsain lévő üzemi feszültség megléte esetén minden félvezető kapcsolót lezárt állapotba vezérel, vagyis zárja valamennyi félvezető kapcsolót, és amely a fénycső kapcsain lévő üzemi feszültség hiánya esetén minden félvezető kapcsolót nyitott állapotba vezérel, vagyis nyitja valamennyi félvezető kapcsolót.

A találmány szerinti rendszer egyik jellemzője az, hogy a két fénycsőből álló, gyorsindítású fénycsőrendszer fénycsövein a gyújtás után bekövetkező feszültségesésre reagál.

A találmány szerinti rendszer egyik előnye, hogy a rendszer fénycsöveinek gyújtásakor a gyorsindítású fénycsőrendszer összes izzítószálát leválasztja az izzító tekercsekről.

A találmány egyik előnyös kiviteli alakjánál a fénycsőre kötött vezérlőegység úgy reagál a fénycsövön lévő feszültségre, amikor a fénycső ki van kapcsolva, hogy vezet, ami minden kapcsolót nyit. A vezérlőegység úgy reagál a fénycsövön lévő feszültségre, amikor a fénycső be van kapcsolva, hogy lezár és ezáltal minden kapcsolót zár.

A találmány egyik további előnyös kiviteli alakjánál a terhelés egy transzformátor, amelynek vannak primer tekercsei és van egy szekunder tekercse és legalább az egyik fűtő tekercset a transzformátor szekunder tekercsének egy része képezi. Minthogy a rendszer fénycsöveinek gyújtásakor az összes izzítószál leválasztódik az izzító tekercsekről, ezért a fénycső működése során nem keletkezhet szabályozhatatlan feszültség.

Találmányunk jellemzőit példaképpeni kiviteli alakjai kapcsán ismertetjük részletesebben, ábráink segítségével, ahol: az

1. ábra egy, a találmány kétfénycsöves, gyorsindítású fénycsőrendszerben alkalmazott kivitek alakjának vázlatos kapcsolási rajza; a

2. ábra a találmány kétfénycsöves, gyorsindítású fénycsőrendszerben alkalmazott második kiviteli alakjának vázlatos kapcsolási rajza; a

3. ábra a találmány kétfénycsöves, gyorsindítású fénycsőrendszerben alkalmazott harmadik kiviteli alakjának vázlatos kapcsolási rajza; a

4. ábra a találmány kétfénycsöves, gyorsindítású fénycsőrendszerben alkalmazott negyedik kiviteli alakjának vázlatos kapcsolási rajza.

Az 1. ábrán látható két, 11 és 13 fénycső. Mindkét fénycsőnek két, 11a, 11b, illetve 13a, 13b elektródja van. A 11a elektród a TRI triakon át csatlakozik a 17 autotranszformátor fűtést szolgáló 15 tekercsére. A 11b és 13a elektród a TR2 triakon át csatlakozik a 17 autotranszformátor fűtést szolgáló 19 tekercsére. A 13b elektród a TR3 triakon át csatlakozik a 21 tekercsre, ami a 17 autotranszformátor PR primer tekercsének részét képezi. A PR primer tekercs és az SE szekunder tekercs a szokásos módon a Cl kondenzátoron át csatlakozik a 11 és 13 fénycsőre és azokra üzemi feszültséget ad. Ez az üzemi feszültség, amely tipikusan a hálózati egyfázisú váltakozó feszültség, akkor jelenik meg, ha a PR primer tekercset a 23 és 25 vezeték összeköti a váltakozó áramú feszültségforrással.

A 11 fénycsőre van kötve a C2 indítókondenzátor, hogy először a 13 fénycső induljon, majd ezután ezt kövesse all fénycső. Az A és B kapocs között a 11 és 13 fénycsőre van kötve egy áramkör, amely az SÍ Zener-diódából, az Rl ellenállásból és a D1...D4 diódákat tartalmazó hídkapcsolásból áll. A diódahíddal sorba van kapcsolva az OC1, OC2 és OC3 optikai csatolóegységek bemeneti 1 és 2 kapcsa. Szokásosan az OC1, OC2 és OC3 optikai csatolóegység bemeneti 1 és 2 kapcsára egy fotodióda van kötve. Ugyancsak jól ismert módon mindegyik OC1, OC2 és OC3 optikai csatolóegység kimeneti 4 és 6 kapcsára egy-egy fénynyel aktivált triak van kötve. Ily módon az OC1, OC2 és OC3 optikai csatolóegység villamosán elválasztja a D1...D4 diódahidat és azt az áramkört, amely a fénynyel aktivált triakokat tartalmazza. Az OC1, OC2 és OC3 optikai csatolóegység fénnyel aktivált triakjai az R2, R3, illetve R4 ellenálláson át kapcsolódnak a TRI, TR2, illetve TR3 triak vezérlőelektródjához. így a

HU 213 126 Β

TRI, TR2 és TR3 triak külön-külön vezérelhető. A TRI, TR2 és TR3 triak vezérlőelektródjára a jeleket az elektródák megfelelő 15,19, illetve 21 tekercsein fellépő feszültségek adják. A TRI, TR2 és TR3 triakok összekötik a fűtő 15, 19 és 21 tekerccsel a fénycsövek megfelelő, 11a, 11b, illetve 13a, 13b elektródjait.

Ha működéskor a 23 és 25 vezetéken megfelelő feszültséget adunk a 17 autotranszformátor PR primer tekercsére, akkor az A és B kapcsok között egy előgyújtási feszültség jön létre, amely elegendő az SÍ Zener-dióda letöréséhez. így vezetés jön létre az SÍ Zener-diódán, az RÍ ellenálláson és a D1...D4 diódából álló diódahídon át. Ennek következtében az OC1, OC2 és OC3 optikai csatolóegységben lévő és a diódahíddal sorba kapcsolt fotodiódák fényt bocsátanak ki, és bekapcsolják az OC1, OC2 és OC3 optikai csatolóegység fénnyel aktivált triakjait. Ez lehetővé teszi, hogy áram folyjon a fűtő 15, 19 és 21 tekercsről a megfelelő R2, R3, illetve R4 ellenálláson át a TRI, TR2 és TR3 triak vezérlőelektródjára. Ennek következtében a TRI, TR2 és TR3 triak vezetővé váük és lehetővé teszi, hogy a fűtő 15, 19 és 21 tekercs fűtőáramot vezessen a 11 és 13 fénycső 11a, 11b, 13a és 13b elektródjára. A kellő felfűtés után a 13a és 13b elektród indítja a 13 fénycső működését, és ezt rövid idő után követi a 11 fénycső. Miután a 11 és 13 fénycső vezetni kezdett, az A és B kapcson lévő feszültség már nem elég nagy ahhoz, hogy az SÍ Zener-dióda vezessen. Ennek következtében az OC1, OC2 és OC3 optikai csatolóegység fénykibocsátó diódái nem kapnak feszültséget és nem bocsátanak ki fényt. Emiatt az OC1, OC2 és OC3 optikai csatolóegység fénnyel aktivált triakjainak vezetése megszűnik és nem adnak vezérlő jeleket a TRI, TR2 és TR3 triakok vezérlő elektródjaira. Emiatt a TRI, TR2 és TR3 sem vezet. Ennek eredményeként a 11 és 13 fénycső elektródjai nem kapnak áramot a fűtő 15, 19 és 21 tekercsről, és nem vész el a teljesítmény.

Egy elrendezésben, amiben két 40 W-os, TI21 jelű fénycsövet alkalmaztunk és a 23, 25 vezetéken 120 V, 60 Hz feszültséget adtunk a 17 autotranszformátorra, az A és B kapocs között a csúcsfeszültség 440 V volt. A kiválasztott SÍ Zener-dióda letörést feszültsége 360 V volt, következőleg lehetővé tette a vezetést az RÍ ellenálláson és a D1...D4 diódákon át. Az RÍ ellenállást úgy választottuk meg, hogy a diódahídon átfolyó áramot 10 és 20 mA közötti értékre korlátozza, ami megfelelő az OC1, OC2 és OC3 optikai csatolóegységben lévő fotodiódáknak. Az alkalmazott optikai csatolóegységek Motorola & Harris MOC30012 katalóguselemek voltak. A megépített elrendezésben a TRI, TR2 és TR3 triakok Teccor Q201E3 típusú triakok voltak. Ennél az elrendezésnél a teljesítménymegtakarítás a két fénycsőnél együtt mintegy 4 W volt.

A 2. ábra szerinti, ugyancsak megépített kiviteli alaknál az 1. ábra szerinti kiviteli alakkal megegyező elemeket azonos hivatkozási jelekkel jelöltük. A 2. ábra szerinti kiviteli alaknál látható, hogy az SÍ Zenerdiódából, az RÍ ellenállásból és D1...D4 diódahídból álló vezérlőegységet az 1. ábrától eltérően nem az A és

B kapocs közé kötöttük, hanem közvetlenül a TR3 triak vezérlőelektródjára és a 13 fénycső 13b elektródján át a 25 vezetékre. Ebben az elrendezésben nincs szükség az 1. ábra szerinti kiviteli alaknál szereplő OC3 optikai csatolóegységre, hanem a TR3 triakot, mint félvezető kapcsolót nyitott állapotba vezérlő, átfolyó áramú félvezetős vezetőeszközt alkalmazunk az SÍ Zener-diódából, az RÍ ellenállásból és D1...D4 diódahídból álló áramkör alakjában. Üzemeltetési okokból a TR3 triakként a Teccor Q201E3 triak helyett Teccor L201E3 triakot alkalmaztunk. A 2. ábra szerinti kiviteb alak többi eleme megegyezik az 1. ábra szerinti kiviteli alak megfelelő elemével. A 2. ábra szerinti kiviteli alaknál az SÍ Zener-diódából és az OC1, OC2 optikai csatolőegységból álló kapcsolást tartalmazó vezérlőegység lehetővé tette, hogy a TRI, TR2 és TR3 triak fűtőteljesítményt adjon a 11 és 13 fénycső elektródjaira és azok gyújtsanak, és a vezérlőegység gyújtása után úgy reagált a csöveken lévő feszültség csökkenésére, hogy zárta a TRI, TR2 és TR3 triakot

A 3. ábra szerinti kiviteb alaknál eltérő az OCT, OC2' és OC3' optikai csatolóegységek jelölése, hogy megkülönböztessük ezeket az első két kiviteli alak OC1, OC2 és OC3 optikai csatolóegységeitől. Ennek oka az, hogy ezek az OC1', OC2' és OC3' optikai csatolőegységek TLP3520 típusúak, amelyek egy integrált áramköri egységben kombinálják az optikai csatoló és a kimeneti triak funkcióját. Ezért a 3. ábra szerinti kiviteli alaknál elmaradnak az első két kiviteli alakban meglévő, különálló TRI, TR2 és TR3 triakok, és az azokhoz kapcsolódó ellenállások. Egyebekben a

3. ábra szerinti kiviteli alak működése megegyezik az

1. és 2. ábra szerinti kiviteli alak működésével.

A 4. ábra szerinti kiviteli alaknál az elektród 15 tekercse az SE szekunder tekercs részét képezi és az elektród 21 tekercse a PR primer tekercs részét képezi. Egyebekben a 4. ábra szerinti kiviteb alak működése megegyezik a 2. ábra szerinti kiviteb alakéval.

Bár egyféle típusú terhelést írtunk le, a szakember számára világos, hogy a találmány szerinti rendszer különböző más terhelésekkel is működhet. A leüt kiviteli alakok csak illusztratív jellegűek és nem jelentenek korlátozást.

Claims (6)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Fénycsőmeghajtó rendszer elektródáramköri megszakítással, legalább egy darab kételektródos fénycső meghajtására, egy feszültségforrásra kapcsolódó, és a fénycsövön feszültséget létesítő terheléssel, amelyben van egy feszültségvezéreit vezérlőegység, amely bemenetéivel a fénycsőre van kötve, azzal jellemezve, hogy a terhelésben több tekercs (15, 19, 21) és több félvezető kapcsoló van, ahol az egyes félvezető kapcsolók a megfelelő tekercset (15,19,21) összekötik a fénycső (11,13) ehhez tartozó elektródjával (11a, 11b, 13a, 13b); továbbá a működő fénycső (11, 13) kapcsain lévő üzemi feszültség esetén minden félvezető kapcsoló nemvezető állapotba van a vezérlőegységgel vezérelve, és a működésen kí3

   HU 213 126 Β vüli állapotú fénycső (11, 13) kapcsain lévő feszültség esetén minden félvezető kapcsoló vezető állapotba van a vezérlőegységgel vezérelve.

   (Elsőbbsége: 1990. 12. 19.)
2. 2. Az 1. igénypont szerinti fénycsőmeghajtó rendszer, azzal jellemezve, hogy a vezérlőegységben van egy, a fénycsővel (11,13) párhuzamosan kapcsolt, és a félvezető kapcsolókat vezető állapotba vezérlő, átfolyó áramú félvezetős vezetőeszköz.

   (Elsőbbsége: 1990. 12. 19.)
3. 3. A 2. igénypont szerinti fénycsőmeghajtó rendszer, azzal jellemezve, hogy egy optikai csatolóegység (OC1, OC2, OC3) legalább az egyik félvezető kapcsolót leválasztja a félvezetős vezetőeszközön átfolyó áramtól, és legalább az egyik félvezető kapcsoló vezérlőelektródjára a számára a vezérlőjeleket létrehozó tekercs (15,19,21) van rákötve.

   (Elsőbbsége: 1990. 12. 19.)
4. 4. A 3. igénypont szerinti fénycsőmeghajtó rendszer, azzal jellemezve, hogy legalább egy félvezető kapcsoló közvetlenül van az áramot adó félvezetős vezetőeszközre kötve.

   (Elsőbbsége: 1990. 12. 19.)
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti fénycsőmeghajtó rendszer, azzal jellemezve, hogy a terhelés egy autotranszformátor (17), amelynek egy primer tekercse (PR) és egy szekunder tekercse (SE) van, és legalább egyik fűtő tekercset (21) a primer tekercs (PR) egy része képezi.

   (Elsőbbsége: 1990. 12. 19.)
6. 6. Az 5. igénypont szerinti fénycsőmeghajtó rendszer, azzal jellemezve, hogy legalább az egyik fűtő tekercset (15) a szekunder tekercs (SE) egy része képezi.