HU215891B - Villamos kapcsolási elrendezés impulzusfeszültség-sorozatok előállítására, különösen dielektromosan gátolt kisülések működtetésére - Google Patents

Villamos kapcsolási elrendezés impulzusfeszültség-sorozatok előállítására, különösen dielektromosan gátolt kisülések működtetésére Download PDF

Info

Publication number
HU215891B
HU215891B HU9603509A HUP9603509A HU215891B HU 215891 B HU215891 B HU 215891B HU 9603509 A HU9603509 A HU 9603509A HU P9603509 A HUP9603509 A HU P9603509A HU 215891 B HU215891 B HU 215891B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
circuit
circuit arrangement
charging
arrangement according
capacitor
Prior art date
Application number
HU9603509A
Other languages
English (en)
Inventor
Günther Hirschmann
Andreas Huber
Alwin Veser
Original Assignee
Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH. filed Critical Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH.
Publication of HU9603509D0 publication Critical patent/HU9603509D0/hu
Publication of HUP9603509A2 publication Critical patent/HUP9603509A2/hu
Publication of HUP9603509A3 publication Critical patent/HUP9603509A3/hu
Publication of HU215891B publication Critical patent/HU215891B/hu

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/288Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/2881Load circuits; Control thereof
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04Modifications for accelerating switching
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/2806Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without electrodes in the vessel, e.g. surface discharge lamps, electrodeless discharge lamps
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/30Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp
    • H05B41/34Circuit arrangements in which the lamp is fed by pulses, e.g. flash lamp to provide a sequence of flashes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

A találmány tárgya villamős kapcsőlási elrendezés impűlzűsfeszültség-sőrőzatők előállítására, különösen dielektrőmősan gátőlt kisülésekműködtetésére. A kapcsőlási elrendezés tartalmaz egy bemenetifeszültség (UE) által táplált töltőáramkört töltőkőndenzátőrral (C2),egy kisütő és impűlzűsáramkört győrs, vezérelhető kapcsőlóval,különösen egy szigetelt vezérlőelektródős bipőláris tranzisztőrral(T1, IGBT=Insűlated Gate Bipőlar Transistőr), amely egy ütemezett vezrlőkapcsőlással (A) van összekötve, és egy impűlzűstranszfőrmátőrt(TR1) a hőzzá csatlakőztatőtt terheléssel, példáűl a kisülőlámpával(L), valamint egy visszatápláló kört egy visszatáplálóegyenirányítóval, példáűl félvezető diódákkal (D3–D5), ésvisszatápláló-energiafelvevő kapcsőlással, példáűl a töltőáramkörbemenetéve párhűzamősan kapcsőlt kiegyenlítőkőndenzátőrral (C1). AzIGBT vezető fázisa alatt a töltőkőndenzátőrban (C1) tárőlt villamősenergia az impűlzűstranszfőrmátőrőn (TR1) keresztül átadódik aterhelésre példáűl a kisülőlámpára (L). A terheléstől és azimpűlzűstranszfőrmátőrról (TR1) visszarezgő energia áthalad avisszatápláló diódákőn (D3–D5), betáplálódik a visszatápláló pőntba(R), és a kiegyenlí őkőndenzátőr (C1) felveszi. Ezáltal avisszarezgési fázis alatt a szekűnder tekercs pőtenciálja rácsatőlódika bemeneti feszültség (UE) pőtenciáljára. Ezenkívül ily módőn avisszatáplált energia a töltőkőndenzátőr (C2) töltési főlyamatáhőz isalkalmazható. ŕ

Description

A találmány tárgya villamos kapcsolási elrendezés impulzusfeszültség-sorozatok előállítására, különösen dielektromosan gátolt kisülések működtetésére. A kapcsolási elrendezés tartalmaz egy bemeneti feszültség (UE) által táplált töltőáramkört töltökondenzá torral (C2), egy kisütő és impulzusáramkört gyors, vezérelhető kapcsolóval, különösen egy szigetelt vezérlöelektródos bipoláris tranzisztorral (TI, IGBT= Insulated Gate Bipolar Transistor), amely egy ütemezett vezérlökapcsolással (A) van összekötve, és egy impulzustranszformátort (TRI) a hozzá csatlakoztatott terheléssel, például a kisülölámpával (L), valamint egy visszatápláló kört egy visszatápláló egyenirányítóval, például félvezető diódákkal (D3-D5), és visszatápláló-energiafelvevö kapcsolással, például a töltőáramkor bemenetével párhuzamosan kapcsolt kiegyenlítökondenzátorral (Cl). Az IGBT vezető fázisa alatt a töltökondenzá torban (Cl) tárolt villamos energia az impulzustranszformátoron (TRI) keresztül átadódik a terhelésre, például a kisülölámpára (L). A terheléstől és az impulzustranszformátorról (TRI) visszarezgö energia áthalad a visszatápláló diódákon (D3- D5), betáplálódik a visszatápláló pontba (R), és a kiegyenlítökondenzátor (Cl) felveszi. Ezáltal a visszarezgési fázis alatt a szekunder tekercs potenciálja rácsatolódik a bemeneti feszültség (UE) potenciáljára. Ezenkívül ily módon a visszatáplált energia a töltökondenzátor (C2) töltési folyamatához is alkalmazható.
A leírás terjedelme 8 oldal (ezen belül 2 lap ábra)
HU 215 891 A
HU 215 891 A
A találmány tárgya villamos kapcsolási elrendezés impulzusfeszültség-sorozatok előállítására, különösen dielektromosan gátolt kisülések működtetésére. A kapcsolási elrendezés tartalmaz:
egy töltöáramkört, amelynek a bemenetére egy töltőimpedanciából és egy töltökondenzátorból álló soros kapcsolás van csatolva, amelynek révén feszültség rákapcsolásakor a töltőáramkor bemenetére a töltökondenzátor feltöltödik egy bizonyos feszültségre, egy kisütő áramkört, amely a töltökondenzátoron kívül magában foglal egy villamos kisütöáram-egyenirányítóból, egy impulzustranszformátor primer tekercséből, valamint egy gyors, vezérelhető kapcsolóból és egy - a kapcsolót választható időtartamokra váltakozva be- és kikapcsoló - vezérlőkapcsolásból álló soros kapcsolást, ahol a soros kapcsolás párhuzamosan van kötve a töltökondenzátorral, miáltal a töltökondenzátor zárt kapcsoló esetén a kisütöáram-egyenirányítón és a primer tekercsen keresztül kisül, egy impulzusáramkört, amely magában foglalja az impulzustranszformátor szekunder tekercsét, egy, a szekunder tekerccsel összekötött terhelést, például egy kisülölámpát, amelynek dielektromosan gátolt elektródjai vannak.
Az ilyen kapcsolási elrendezések impulzusfeszültség-sorozatok előállítására szolgálnak. Alkalmazások többek között: kisülölámpák gyújtása és üzemeltetése, például villanófénylámpák kis impulzusismétlési frekvenciáinak esetében.
A találmány szerinti kapcsolási elrendezés különösen olyan kisülölámpák, illetve - sugárzók - unipoláris vagy legalább lényegében unipoláris feszültségimpulzusokkal való - üzemeltetését szolgálják, amelyeknek legalább egy dielektromosan gátolt elektródjuk van, ahogy például a WO 94/23442 számú nemzetközi szabadalmi iratban ismertetik. Ez az üzemmód feszültségimpulzusok elvileg korlátlan sorozatát alkalmazza, amelyeket holtidők választanak el egymástól. A hasznos sugárzás előállításának hatékonysága szempontjából döntö lényegében az impulzusalak, valamint az impulzus-, illetve a holtidők időtartama. Az ilyen lámpák szokásos üzemmódjai viszont szinuszos váltakozó feszültségeket alkalmaznak.
A dielektromosan gátolt kisüléseknél - a hagyományos kisülésektől eltérően, amelyek például a kisülölámpákban nyernek alkalmazást - legalább az egyik elektród közepén van egy dielektrikum. A töltéshordozó-szállítás a dielektromosan gátolt elektródról a kisülési köz ionizált gázáig ezért nem vezetékáram útján, hanem eltolási áram útján történik. Ennek eredménye egy kapacitív összetevő az ilyen kisülés elektrotechnikai helyettesítő kapcsolási vázlatán.
Impulzuskapcsolások, például villanófénylámpák üzemeltetéséhez, már ismertek. A legegyszerűbb esetben egy kondenzátort egy ellenálláson keresztül feltöltenek, és gyorskapcsolóval, például egy szikraközzel vagy egy tiratronnal, egy impulzustranszformátor primer tekercsén keresztül kisütik. Az ily módon az impulzustranszformátor szekunder tekercsében indukált feszültséglökés begyújtja a villanófénylámpát.
Az ilyen kapcsolási elrendezések hátránya, hogy nem kívánt áram- és feszültségingadozások léphetnek fel. Ezáltal egyrészt nem kívánt módon meghosszabbodhat a villanás időtartama, vagy a csatolt ingadozások miatt a lámpa többször ellenőrizetlenül meggyulladhat. Ez különösen tudományos alkalmazásoknál elfogadhatatlan, amelyek jól definiált körülményeket feltételeznek, például sztroboszkópos vizsgálatoknál vagy anyagok optikai szivattyúzásakor. Másrészt a fellépő feszültség-, illetve áramirányváltás révén a villamos építőelemek, például a kondenzátorok túlterheltté válhatnak, ami megrövidítheti a kapcsolás élettartamát.
Az ismert megoldások a vázolt problémát a lámpa és a kapcsolási elrendezés gondos összehangolásával próbálják kiküszöbölni. A cél az, hogy a lényegében az elrendezés kapacitása és induktivitása által okozott rezgőkört a begyújtott villanólámpa gázkisülésének plazmaellenállásával csillapítsák. Ideális esetben (aperiodikus határeset), ha kívánatos, ismétlődő áram-, illetve feszültségimpulzus is megvalósítható zavaró rezgések nélkül.
Ez a megoldás mindenesetre csődöt mond a dielektromosan gátolt elektródokkal ellátott kisülési elrendezéseknél, mivel ennek az elrendezésnek az impedanciája lényegében kapacitásként működik vagy van legalább egy nagy kapacitív része. Emiatt a feszültség nagyfrekvenciásán rezeg a lámpaelektródokon, és a WO 94/23442 számú nemzetközi szabadalmi irat szerint drasztikusan csökkenti a lámpa hatásfokát.
Találmányunk célja a bevezetőben leírt jellegű villamos kapcsolási elrendezés, amellyel kiküszöbölhető az említett hátrány, és amelynek segítségével kis kapcsolási veszteségekkel messzemenően unipoláris impulzusfeszültség-sorozatok állíthatók elő. Ezenkívül az impulzusfeszültség-sorozatoknak a lehető legsimább impulzusalakokkal, különösen túlnyomóan kapacitív módon működő terheléseken kell megvalósulniuk.
Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a kapcsolási elrendezés kiegészítőleg tartalmaz egy visszatápláló kört, amely a kővetkezőkből áll:
visszatápláló-energiafelvevö kapcsolás, amelynek bemenete visszatápláló pontként működik és visszatápláló egyenirányító, amely egyrészt az impulzustranszformátor szekunder tekercsének egyik pólusával, másrészt a visszatápláló ponttal van összekötve. Ezáltal a terheléstől és az impulzustranszformátortól visszarezgő energia áthalad a visszatápláló egyenirányítón, betáplálódik a visszatápláló pontba, és a visszatápláló-energiafelvevő kapcsolás felveszi, úgyhogy ennek következtében a visszarezgési fázis alatt a szekunder tekercs pólusának potenciálja rácsatolódik a visszatápláló pont potenciáljára.
A találmány alapkapcsolása egy töltöáramkörből, egy kisütő áramkörből, egy impulzus- és visszatápláló áramkörből áll.
A töltőáramkör, ahogy magában ismert, egy töltőimpedanciából és egy töltőkondenzátorból álló soros kapcsolásból áll, amely bemeneti feszültséggel van összekötve. A töltőimpedancia előnyös módon tekercsként van megvalósítva. Előnye egy ohmos ellen1
HU 215 891 A álláshoz mint töltöimpedanciához képest egyrészt a kis teljesítményveszteség, másrészt a töltötekercs és a töltökondenzátor megfelelő méretezésével a bemeneti feszültségre vonatkozóan a töltőkondenzátoron a feszültség rezonanciás megnövekedése érhető el. Ennek adott esetben a nagy feszültségigényu terheléseknél van előnye.
A kisütő áramkör magában foglalja a töltökondenzátort, egy első villamos egyenirányítót, például egy félvezető diódát, egy impulzustranszformátor primer tekercsét, valamint egy gyorskapcsolót, előnyös módon egy tranzisztort, különösen egy szigetelt vezérlóelektróda bipoláris tranzisztort (IGBT= Insulated Gate Bipolar Transistor). A primer tekercs és a kapcsoló egymással sorosan van kötve. A soros kapcsolás párhuzamosan van kötve a töltökondenzátorral. Amikor a töltökondenzátor elérte feszültségének maximumát, akkor a kapcsoló zár. Ezután a töltökondenzátor az egyenirányítón keresztül kisül az impulzustranszformátor primer tekercsébe. Az egyenirányító megakadályozza az energia visszarezgését az impulzustranszformátorról, illetve az ahhoz kapcsolt terheléstől a töltókondenzátorra. Amikor a töltökondenzátor teljesen kisült, akkor a kapcsoló teljesítmény veszteség nélkül nyit, és a töltökondenzátor a töltötekercsen keresztül újból feltöltödik.
Az impulzus- és visszatápláló áramkör magában foglalja az impulzustranszformátor szekunder tekercsét, a szekunder tekerccsel összekötött terhelést, például egy dielektromosan gátolt elektródokkal ellátott kisülólámpát és egy visszatápláló egyenirányítót, például egy félvezető diódát, amely egyrészt a szekunder tekercs egyik pólusával, másrészt egy visszatápláló ponttal van összekötve.
A visszatápláló pont úgy van kiválasztva, hogy a terheléstől visszarezgö energia betáplálható legyen ebbe a pontba. Erre szolgál a referenciapotenciállal összekötött visszatápláló-energiafelvevó kapcsolás bemenete. Referenciapotenciálként megfelel például testpotenciál. Vezérelhető félvezető kapcsoló, például tranzisztor, gyorskapcsolóként való alkalmazásakor előnyös módon szintén testpotenciálra van kötve. Ez egyszerűsíti a megfelelő vezérlócsatlakozás (például a bázis, illetve vezérlóelektródos csatlakozás) bekötésének felhasználását, mivel a vezérlókapcsolás és a félvezető kapcsoló a közös testpotenciálra van vonatkoztatva. Ezenfelül ez a fajta vezérlókapcsolás viszonylag kevéssé érzékeny a zavarokra. Az impulzussorozat referenciapotenciáljaként az impulzustranszformátor kimenetén a testpotenciált határoztuk meg, úgyhogy a primer és szekunder tekercs egy-egy pólusa szintén testpotenciálra van kötve.
Mialatt a kapcsoló zárva van, a töltökondenzátor energiája az impulzustranszformátor segítségével a csatlakoztatott terhelésre adódik át. Az impulzustranszformátortól és a terheléstől visszarezgö energia áthalad a visszatápláló egyenirányítón, betáplálódik a visszatápláló pontba, és a visszatápláló-energiafelvevó kapcsolás felveszi. Ezáltal a visszarezgési fázis alatt a szekunder tekercs „meleg” pólusának potenciálja rácsatolódik a visszatápláló pont potenciáljára.
A visszatápláló-energiafelvevó kapcsolás tartalmaz vagy egy tárolóelemet, például a visszarezgö energiát tároló kondenzátort, vagy átalakító alkotóelemet, amely a visszarezgö villamos energiát másfajta energiává, például hővé alakítja. Disszipatív átalakító alkotóelemként a legegyszerűbb esetben a referenciapotenciállal, például testtel szembe kapcsolt ohmos ellenállás megfelelő. Hátrányos ennél a megoldásnál a visszatápláló potenciálnak az ellenálláson bekövetkező feszültségesés miatti befolyásolása.
Az egyik különösen előnyös kiviteli alakban a kiegyenlítókondenzátor párhuzamosan van kötve a kapcsolási elrendezés bemenetével. Ezáltal a visszatápláló pont az előnyösen állandó bemeneti potenciálon van. Ennek a megoldásnak további előnye, hogy a visszatáplált energia a töltökondenzátor töltési folyamatához is alkalmazható. Ezért a kiegyenlítókondenzátorral ebben az esetben nincs párhuzamosan kapcsolva átalakító alkotóelemként ellenállás. A kiegyenlítókondenzátor inkább közbenső tárolóként szolgál a visszarezgö energia számára. Egy, a kiegyenlítókondenzátor és a töltötekercs közé kapcsolt egyenirányító, például egy félvezető dióda megakadályozza az energia visszarezgését a töltókondenzátorról.
Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakja kapcsán ismertetjük részletesebben, ábráink segítségével, amelyek közül az
1. ábra egy lámpa üzemeltetésére szolgáló, találmány szerinti kapcsolási elrendezés kapcsolási vázlata, a
2. a ábra az 1. ábránál említett lámpa elektródjain mért feszültség grafikus ábrázolása az idő függvényében, a
2. b ábra a 2. a ábránál említett feszültséghez tartozó visszatápláló áram grafikus ábrázolása ugyanabban az időléptékben.
Az 1. ábrán egy dielektromosan gátolt elektródokkal ellátott L kisülólámpa üzemeltetésére szolgáló elrendezés kapcsolási vázlata látható. Az L kisülólámpa teljesítménye 230 V hálózati feszültségen 20 W. Az elrendezés a következő működési blokkokból áll: E bemeneti rész, az ezután következő SW záróátalakító, az ezután következő IG impulzusgenerátor és az A vezérlókapcsolás. Az IG impulzusgenerátor (az 1. ábrán szaggatott vonallal körülkerítve) jelenti a kapcsolási elrendezés tulajdonképpeni újítását, ezért a következőkben különösen részletesen ismertetjük. Az E bemeneti részt, az SW záróátalakítót és az A vezérlókapcsolást magukban ismert módon valósítjuk meg, ezért az 1. ábrán csak vázlatosan, működési blokkokkal ábrázoljuk őket.
Az E bemeneti rész tartalmaz egy zavarmentesítö és egyenirányító kapcsolást, és 230 V hálózati feszültségről tápláljuk.
Az ezután következő SW záróátalakító teljesítményszabályozással ellátott aktív felhullámszűröként szolgál. Előny egyrészt a teljesítménytényezőre és a hálózati áram felhullámaira előírt határértékek betartása, másrészt a lámpa teljesítményállandósága hálózati feszültségingadozások esetén. Abban az esetben, ha a hálózati feszültségingadozás a 195 V és 253 V közötti
HU 215 891 A tartományban van, akkor a lámpateljesítmény csak 0,2 W-tal változik. A lámpa 20 W névleges teljesítményfelvételére vonatkoztatva ez 1% teljesítményváltozásnak felel meg. További fontos érv az SW záróátalakító elókapcsolására az IG impulzusgenerátor 200 V maximálisan megengedett bemeneti feszültsége (megfelel a visszatápláló pont testhez viszonyított potenciáljának). Ez a követelmény a lámpa különösen hatékony üzemmódján alapszik, ami a feszültségimpulzusok között legfeljebb 200 V ellenfeszültséget enged meg.
Az A vezérlökapcsolás lényegében egy négyszöggenerátort tartalmaz az IG impulzusgenerátorban gyorskapcsolóként szolgáló TI IGBT (IGBT= Insulated Gate Bipolar Transistor) vezérlésére. A vezérlöimpulzusokat egy kis ellenállású hajtókör segítségével vezetjük az AGBT vezérlöelektródjához, ami például W. Hirschmann és A. Hauenstein „Schaltnetzteile” (Verlag Siemens AG, 1990, S. 177., Bild 4.98d) című könyvében van leírva. Ily módon megvalósítjuk a meredek kapcsolóhomlokokat, amelyek szükségesek az IGBT-ben a kapcsolási veszteség minimalizálásához.
Az IG impulzusgenerátor töltöáramköreként a bemenettel párhuzamosan kapcsolt Cl kiegyenlítőkön denzátor és egy ezzel párhuzamosan kapcsolt soros kapcsolás működik. A soros kapcsolás a Dl diódából, az Ll töltötekercsböl és a C2 töltckondenzátorból áll. 20 W-os lámpateljesítmény esetén a C2 töltökondenzátorra 15 nF ideális értéket határoztuk meg. 20 ps célul kitűzött utántöltési időből az Ll töltötekercsre körülbelül 3 mH induktivitás következik.
Az IG impulzusgenerátor kisütő áramkörét a C2 töltőkondenzátorral párhuzamosan kötött soros kapcsolás teszi teljessé, amely a D2 diódából, a TRI impulzustranszformátor primer tekercséből és a TI IGBT-böl áll.
Az IG impulzusgenerátor impulzus- és visszatápláló áramköre magában foglalja a TRI impulzustranszformátor szekunder tekercsét, egy terhelésként működő és a szekunder tekerccsel összekötött, dielektromosan gátolt elektródokkal ellátott 20 W-os lámpát, három, sorba kapcsolt és visszatápláló egyenirányítóként működö visszatápláló D3-D5 diódát, valamint az itt visszatápláló-energiafelvevő kapcsolásként működö Cl kiegyen lítökondenzátort.
A TRI impulzustranszformátornak van egy tekercsteste hat kamrával. A primer tekercs az első kamrára van tekercselve. A szekunder tekercs a többi öt kamrán van elosztva. Ha a szekunder oldalon 4 kV a csúcsfeszültség, akkor ez kamránként 800 V-ra határolja a maximális feszültséget. A primer és a szekunder tekercsnek a különböző kamrákba való szétválasztásával a laza csatolás miatt előnyős módon sima impulzusalakot kapunk. A primer és a szekunder tekercs egy-egy pólusa össze van kötve egymással és a kapcsolás testével mint referenciapotenciállal. Az impulzustranszformátor tekercselésének olyan az iránya, hogy a lámpaelektródokon a testhez képest negatív feszültségimpulzusok keletkeznek. A TRI impulzustranszformátor lényeges mennyiségei a kővetkező táblázatban vannak összefoglalva:
1. táblázat:
A TRI impulzustranszformátor jellemzői
Maganyag: N87 (Siemens)
Tekercs primer szekunder
Kamrák száma 1 5
Menetszám 20 230
Sodrat 20· 0,1 30· 0,04
Induktivitás 110 μΗ 14 mH
Annak oka, hogy a visszatápláló egyenirányítót három, egyenként 2 kV zárófeszültségű, soros visszatápláló D3- D5 diódával valósítjuk meg, az, hogy az L kisülölámpához szükséges, körülbelül 4 kV csúcsfeszültséget ezáltal osztjuk meg. A D3- D5 diódák alkotta soros kapcsolás egyrészt a TRI impulzustranszformátor szekunder tekercsének „meleg” pólusával, másrészt az R visszatápláló pontként működö, a Cl kiegyenlítökondenzátor és az első, Dl dióda között lévő, Összekötő ponttal van összekötve. Ezáltal a visszarezgési fázis alatt a szekunder tekercs „meleg” pólusának potenciálja rácsatolódik a visszatápláló pont, azaz az elökapcsolt záróátalakító kimeneti UE feszültségének potenciáljára (körülbelül 200 V). Egy további, D6 dióda megakadályozza a visszatápláló áram távozását az elökapcsolt SW záróátalakító kimenetén.
A TI IGBT vezető fázisa alatt a C2 töltökondenzátor energiája a TRI impulzustranszformátor segítségével átadódik a csatlakoztatott L kisülölámpára. Az L kisülölámpa által visszavert és a TRI impulzustranszformátorban tárolt energia a visszatápláló D3- D5 diódákon keresztül betáplálódik a Cl kiegyenlítökondenzátorba, és ezután a töltési ciklus alatt a C2 töltökondenzátor rendelkezésére áll.
Az 1. ábra szerinti IG impulzusgenerátor alkotóelemei a kővetkező táblázatban vannak összefoglalva.
2. táblázat:
Az 1. ábra szerinti IG impulzusgenerátor alkotóelemeinek listája
Cl 47 pF
C2 15 nF
Dl UF 4007
D2 1N4936
D3 BYT01400
D4-D6 RGP02-20E
Ll 3 mH
TI GB 30U
TRI lásd 1. táblázat
A 2. a és 2. b ábrákon az 1. ábránál említett L kisülölámpa elektródjain mért feszültség, illetve a hozzá tartozó - a D3- D5 diódákon áthaladó - visszatápláló áram (y tengely) időbeli lefutása látható (az idő haladása megfelel az x tengely pozitív irányának). Az 1 időpontban az elektródák közötti feszültség (2. a ábra), amely körülbelül 0 V-nál kezdődik, hirtelen növekszik, körülbelül 0,5 ps után a 2 időpontnál eléri körülbelül - 3,5 V-os maximumát, és ezután hasonlóan hirtelen leesik. A 3 időpontnál a feszültség már átlépte
HU 215 891 A nullértékét, és a 4 időpontig rácsatolva marad az IG impulzusgenerátor bemenetén lévő feszültségre (körülbelül 200 V). Ezután az elektródfeszültség az 5 időpontig körülbelül 0 V. Az 1 és a 3 időpont közötti fázis a mindenkori impulzusfázisnak felel meg, és körülbelül 2 ps-ig tart. A holtfázisok a 3 és az 5 időpontok közötti időtartamnak felelnek meg, és nagyságuk körülbelül 38 ps. Ez a feszültségimpulzusok 40 ps-os egymás közötti időbeli távolságát eredményezi, ami 25 kHz impulzusismétlési frekvenciának felel meg.
A 3 időpontnál kezdődik a visszarezgési fázis, amely a visszatápláló áram meredek emelkedéséről ismerhető fel (2. b ábra). A visszatápláló áram 0 A-es értékkel kezdődik, és egy maximum elérése után lineárisan a kezdeti értékre esik vissza, amelyet a 4 időpontnál ér el újra. Ezzel befejeződik a visszarezgési fázis.
Az 5 időpont az 1 időpontnál lévő állapotnak felel meg, és egy új feszültségimpulzus kezdődik. Az elektródfeszültség és a visszatápláló áram előbb vázolt ciklusai addig ismétlődnek, míg a kapcsolási elrendezés üzemben van.
A találmány nem korlátozódik a megadott kiviteli alakokra.

Claims (11)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Villamos kapcsolási elrendezés impulzusfeszültség-sorozatok előállítására, különösen dielektromosan gátolt kisülések működtetésére, amely kapcsolási elrendezés tartalmaz:
    egy töltöáramkört, amelynek a bemenetére egy töltöimpedanciából és egy töltökondenzátorból (C2) álló soros kapcsolás van csatolva, amelynek révén feszültség (UE) rákapcsolásakor a töltőáramkor bemenetére a töltökondenzátor (C2) feltöltödik, egy kisütő áramkört, amely a töltökondenzátoron (C2) kívül magában foglal egy villamos kisütöáramegyenirányítóból, egy impulzustranszformátor (TRI) primer tekercséből, valamint egy gyors-, vezérelhető kapcsolóból és egy - a kapcsolót választható időtartamokra váltakozva be- és kikapcsoló - vezérlökapcsolásból (A) álló soros kapcsolást, ahol a soros kapcsolás párhuzamosan van kötve a töltökondenzátorral (C2), miáltal a töltökondenzátor (C2) zárt kapcsoló esetén a kisütőáramegyenirányítón és a primer tekercsen keresztül kisül, egy impulzusáramkört, amely magában foglalja az impulzustranszformátor (TRI) szekunder tekercsét, egy, a szekunder tekerccsel összekötött terhelést, például egy kisülőlámpát (L), amelynek dielektromosan gátolt elektródjai vannak, azzal jellemezve, hogy a kapcsolási elrendezés kiegészítöleg tartalmaz egy visszatápláló áramkört, amely a következőkből áll:
    visszatápláló-energiafelvevö kapcsolás, amelynek bemenete visszatápláló pontként (R) működik és visszatápláló egyenirányító (D3- D5 diódák), amely egyrészt az impulzustranszformátor (TRI) szekunder tekercsének egyik pólusával, másrészt a visszatápláló ponttal (R) van összekötve.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a visszatápláló-energiafelvevö kapcsolás tartalmaz egy villamos tárolóelemet, amelynek tetőpontja a visszatápláló egyenirányítóval, talppontja a referenciapotenciállal van összekötve.
  3. 3. A 2. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a villamos tárolóelem kondenzátorként van megvalósítva.
  4. 4. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a visszatápláló-energiafelvevö kapcsolás tartalmaz egy villamos átalakító alkotóelemet, amelynek tetőpontja a visszatápláló egyenirányítóval, talppontja a referenciapotenciállal van összekötve.
  5. 5. A 4. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a villamos átalakító alkotóelem ellenállásként van megvalósítva.
  6. 6. A 2. és 4. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a visszatápláló-energiafelvevö kapcsolás egy kondenzátor és egy ellenállás párhuzamos kapcsolásából áll.
  7. 7. A 2. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a visszatápláló-energiafelvevö kapcsolás egyik kiegyenlítökondenzátorból (Cl) áll, amelynek tetőpontja a visszatápláló egyenirányítón kívül kiegészítöleg egy töltő-egyenirányítón keresztül a töltőimpedanciával is össze van kötve.
  8. 8. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy töltöimpedanciát egy töltötekercs (Ll) valósítja meg.
  9. 9. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy az egyenirányítókat félvezető diódák (Dl- D6) valósítják meg.
  10. 10. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a gyorskapcsolót egy tranzisztor, különösen egy szigetelt vezérlöelektródos bipoláris tranzisztor (TI), azaz IGBT valósítja meg.
  11. 11. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy az impulzustranszformátor (TRI) primer és a szekunder tekercsének egy-egy pólusa össze van kötve egymással és a kapcsolási elrendezés referenciapotenciáljával.
HU9603509A 1995-12-21 1996-12-18 Villamos kapcsolási elrendezés impulzusfeszültség-sorozatok előállítására, különösen dielektromosan gátolt kisülések működtetésére HU215891B (hu)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19548003A DE19548003A1 (de) 1995-12-21 1995-12-21 Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Impulsspannungsfolgen, insbesondere für den Betrieb von dielektrisch behinderten Entladungen

Publications (4)

Publication Number Publication Date
HU9603509D0 HU9603509D0 (en) 1997-02-28
HUP9603509A2 HUP9603509A2 (en) 1997-08-28
HUP9603509A3 HUP9603509A3 (en) 1998-04-28
HU215891B true HU215891B (hu) 1999-03-29

Family

ID=7780925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9603509A HU215891B (hu) 1995-12-21 1996-12-18 Villamos kapcsolási elrendezés impulzusfeszültség-sorozatok előállítására, különösen dielektromosan gátolt kisülések működtetésére

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5831394A (hu)
EP (1) EP0781078B1 (hu)
JP (1) JP3764231B2 (hu)
KR (1) KR100354728B1 (hu)
CN (1) CN1101618C (hu)
CA (1) CA2193287C (hu)
DE (2) DE19548003A1 (hu)
HU (1) HU215891B (hu)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3277788B2 (ja) * 1996-01-16 2002-04-22 ウシオ電機株式会社 放電ランプ点灯装置
WO1998043277A2 (de) 1997-03-21 1998-10-01 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Flachleuchtstofflampe für die hintergrundbeleuchtung und flüssigkristallanzeige-vorrichtung mit dieser flachleuchtstofflampe
DE19712258A1 (de) * 1997-03-24 1998-10-01 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltung zur Zündung einer Hochdruckentladungslampe
WO1999005892A1 (de) * 1997-07-22 1999-02-04 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Verfahren zum erzeugen von impulsspannungsfolgen und zugehörige schaltungsanordnung
DE19734883C1 (de) 1997-08-12 1999-03-18 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Verfahren zum Erzeugen von Impulsspannungsfolgen für den Betrieb von Entladungslampen und zugehörige Schaltungsanordnung
DE19734885C1 (de) * 1997-08-12 1999-03-11 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Verfahren zum Erzeugen von Impulsspannungsfolgen für den Betrieb von Entladungslampen und zugehörige Schaltungsanordnung
JP3296284B2 (ja) * 1998-03-12 2002-06-24 ウシオ電機株式会社 誘電体バリア放電ランプ光源装置およびその給電装置
DE19839336A1 (de) * 1998-08-28 2000-03-09 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Elektronisches Vorschaltgerät für Entladungslampe mit dielektrisch behinderten Entladungen
DE19839329A1 (de) 1998-08-28 2000-03-09 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Elektronisches Vorschaltgerät für Entladungslampe mit dielektrisch behinderten Entladungen
DE19858810A1 (de) 1998-12-21 2000-06-29 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Flache Beleuchtungsvorrichtung und Betriebsverfahren
DE19916877A1 (de) 1999-04-14 2000-10-19 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Entladungslampe mit Sockel
DE19923263A1 (de) * 1999-05-20 2000-11-23 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltungsanordnung zum Zünden einer Lampe
DE69938465T2 (de) * 1999-10-18 2009-06-04 Ushio Denki K.K. Dielektrisch behinderte entladungslampe und lichtquelle
DE10011484A1 (de) * 2000-03-09 2001-09-13 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Verbessertes Pulsbetriebsverfahren für eine Stille Entladungslampe
EP1279321A4 (en) * 2000-04-14 2005-01-19 Macquarie Res Ltd METHOD AND SYSTEMS FOR PROVIDING AN EMISSION OF INCORRECT RADIATION AND USES THEREOF
US6541924B1 (en) * 2000-04-14 2003-04-01 Macquarie Research Ltd. Methods and systems for providing emission of incoherent radiation and uses therefor
KR100476953B1 (ko) * 2002-07-10 2005-03-16 삼성전자주식회사 형광램프의 제어장치 및 이를 적용한 스캐닝장치
TWI268035B (en) * 2003-01-10 2006-12-01 Sunyen Co Ltd Energy storage circuitry system
DE10333729A1 (de) * 2003-07-23 2005-03-10 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Vorschaltgerät für mindestens eine Hochdruckentladungslampe, Betriebsverfahren und Beleuchtungssytem für eine Hochdruckentladungslampe
DE102004021243B3 (de) * 2004-04-30 2005-12-29 Universität Karlsruhe Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischen Spannungsimpulsfolgen, insbesondere zum Betrieb von kapazitiven Entladungslampen und ihre Verwendung
DE602005020493D1 (de) * 2004-11-25 2010-05-20 Philips Intellectual Property Kombination aus Lampe und Vorschaltgerät mit vollständig integriertem Kühlkreislauf
US7432663B2 (en) * 2006-09-25 2008-10-07 Osram Sylvania Inc. Circuit for igniting a high intensity discharge lamp
FR2940742A1 (fr) * 2008-12-31 2010-07-02 Saint Gobain Ballast pulse pour lampe a decharge
CN101510734B (zh) * 2009-03-27 2011-03-16 天津大学 极性和幅值可调的隔离脉冲电源
CN101888191B (zh) * 2009-05-14 2012-09-19 薄中学 电源能量静态转换装置
CN101795063B (zh) * 2010-03-26 2012-09-19 华东交通大学 一种馈能式箝位电路的驱动控制方法
DE102010018325A1 (de) * 2010-04-27 2011-10-27 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Verfahren und Ansteuerschaltung für den Start einer Gasentladungslampe
KR101949075B1 (ko) 2010-06-04 2019-02-15 액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨 사용 현장의 물 처리 시스템, 유체 처리 시스템, 및 램프 조립체를 작동시키는 방법
DE102012018854B4 (de) * 2012-09-25 2018-02-15 Berger GmbH & Co.KG Flächige Gasentladungslampe für dielektrisch behinderte Entladungen mit drei Elektroden und zwei Gasräumen
WO2015107498A1 (en) * 2014-01-17 2015-07-23 Hau King Kuen Power control by phase cutting
DE102015205515A1 (de) * 2015-03-26 2016-10-13 Varta Microbattery Gmbh Schaltungsanordnung zur Dämpfung eines von einer elektrischen Störquelle verursachten elektrischen Störsignals
FR3055494B1 (fr) 2016-08-25 2018-09-21 Clarteis Generateur d'impulsions electriques
RU2707699C1 (ru) * 2019-01-24 2019-11-28 Эдвид Иванович Линевич Способ рекуперации электрической энергии и устройство для его осуществления

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1940030C3 (de) * 1969-08-06 1975-02-13 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Stromversorgungseinrichtung für eine Blitzlampe
US4051412A (en) * 1976-09-02 1977-09-27 General Electric Company Discharge lamp operating circuit
US4051410A (en) * 1976-09-02 1977-09-27 General Electric Company Discharge lamp operating circuit
JPS5834560A (ja) * 1981-08-21 1983-03-01 周 成祥 放電灯ディスプレイ装置
US4405889A (en) * 1981-10-29 1983-09-20 Gte Products Corporation Power supply for repetitive discharge apparatus
JPS59167999A (ja) * 1983-03-14 1984-09-21 三菱電機株式会社 放電灯点灯装置
US4583026A (en) * 1983-07-19 1986-04-15 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Low-pressure mercury vapor discharge lamp
JPS63146343A (ja) * 1986-07-15 1988-06-18 Toshiba Corp 放電灯
JPH079795B2 (ja) * 1986-12-01 1995-02-01 東芝ライテック株式会社 放電ランプ
DE3917062A1 (de) * 1989-05-26 1990-11-29 Hella Kg Hueck & Co Lichtblitzwarnanlage
EP0417771B1 (en) * 1989-09-14 1995-06-14 Hitachi Metals, Ltd. High-voltage pulse generating circuit and electrostatic precipitator containing it
DE4100719A1 (de) * 1991-01-10 1992-07-16 Laser & Analytical Res Schaltung zur stabilisierten erzeugung von hochspannungsimpulsen
DE4104386A1 (de) * 1991-02-09 1991-09-12 Eduard Gassmann Impulsgenerator
US5128591A (en) * 1991-07-10 1992-07-07 Wheelock Inc. Strobe alarm circuit
DE9209668U1 (hu) * 1991-12-06 1992-11-26 Eichhoff-Werke Gmbh, 6407 Schlitz, De
CA2104737C (en) * 1992-08-26 1997-01-28 Minoru Maehara Inverter device
DE4311197A1 (de) 1993-04-05 1994-10-06 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Verfahren zum Betreiben einer inkohärent strahlenden Lichtquelle
JP3414443B2 (ja) * 1993-07-01 2003-06-09 オリンパス光学工業株式会社 ストロボ昇圧回路

Also Published As

Publication number Publication date
DE19548003A1 (de) 1997-06-26
CA2193287A1 (en) 1997-06-22
EP0781078A3 (de) 1998-01-28
EP0781078B1 (de) 2002-03-13
EP0781078A2 (de) 1997-06-25
CN1101618C (zh) 2003-02-12
CA2193287C (en) 2004-10-12
KR970055442A (ko) 1997-07-31
CN1159681A (zh) 1997-09-17
HU9603509D0 (en) 1997-02-28
HUP9603509A3 (en) 1998-04-28
JP3764231B2 (ja) 2006-04-05
DE59608874D1 (de) 2002-04-18
HUP9603509A2 (en) 1997-08-28
JPH09190894A (ja) 1997-07-22
US5831394A (en) 1998-11-03
KR100354728B1 (ko) 2003-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU215891B (hu) Villamos kapcsolási elrendezés impulzusfeszültség-sorozatok előállítására, különösen dielektromosan gátolt kisülések működtetésére
US7291983B2 (en) Ballast and igniter for a lamp having larger storage capacitor than charge pump capacitor
KR100467875B1 (ko) 펄스 전압 시퀀스 발생 방법 및 그 회로 장치
JP2003520407A (ja) 多ランプ動作用の電力帰還力率修正方式
CN1087220A (zh) 变换装置
US20030057878A1 (en) Ultra-compact igniter circuit for arc discharge lamp
JP2933077B1 (ja) 放電灯点灯装置
US6188180B1 (en) Ignition circuit for automotive high intensity discharge lamps
CN210444522U (zh) 一种氙灯光源太阳模拟器同步预燃触发装置
HUT55578A (en) Electronic ignition and supply device for fluorescent tubes having preheated electrodes
CA2435296A1 (en) Switching apparatus for operating discharge lamps
WO2000011784A1 (en) A high voltage pulse generator using a non-linear capacitor
US20080284351A1 (en) Ignition Module for Gas Discharge Lamp
JP3743141B2 (ja) パルス発生装置および放電灯点灯装置
JPH11233279A (ja) 照明用点灯装置及びこれを用いたランプ
SU1460774A1 (ru) Импульсное осветительное устройство
SU1450086A1 (ru) Генератор импульсов напр жени
JP3518230B2 (ja) 点灯装置
KR0124977B1 (ko) 자동차 방전램프용 고주파 공진형 전자식 안정기 회로
SU875583A1 (ru) Генератор импульсов
JP3177240B2 (ja) 電源回路
KR890005246B1 (ko) 방전등 점등장치
JP2972785B2 (ja) 放電灯点灯装置
JPH1126153A (ja) 高周波加熱装置
JPS6122768A (ja) インバ−タ装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees