PL105503B1 - Uklad polaczen zaplonu lamp lukowych i stabilizacji ich pradu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad polaczen za^ plonu lamp lukowych i stabilizacji ich pradu.

Stan techniki. Znany jest impulsowy stabiliza¬ tor pradu dla lamp lukowych utworzony z pod¬ zespolów i przyrzadów elektronicznych, które sa polaczone w nastepujacy sposób. Biegun dodatni zródla zasilania jest polaczony z kolektorem tran¬ zystora mocy typu n-p-n. Baza tego tranzystora jest polaczona z wyjsciem ukladu sterujacego, na¬ tomiast emiter jest polaczony z katoda diody pól¬ przewodnikowej i z pierwsza koncówka potencjo¬ metru. Druga koncówka potencjometru jest po¬ laczona z anoda diody Zenera, z pierwsza elek¬ troda kondensatora i z pierwszym zaciskiem wyj¬ sciowym. Odczep zbiorczy potencjometru jest po¬ laczony z pierwszym wejsciem komparatora, nato¬ miast katoda diody Zenera jest polaczona z drugim wejsciem komparatora. Wyjscie komparatora jest polaczone z wejsciem ukladu sterujacego. Biegun ujemny zródla zasilania jest polaczony z anoda diody pólprzewodnikowej i z pierwsza koncówka dlawika. Druga koncówka dlawika jest polaczona z druga elektroda kondensatora i z drugim za¬ ciskiem wyjsciowym.

Zasada dzialania tego ukladu jest nastepujaca.

Kapiecie zródla zasilania jest podane ha odbior¬ nik, dolaczony do zacisków wyjsciowych, przez tranzystor pracujacy w nasyceniu lub zatkaniu.

Regulacje pradu wyjsciowego uzyskuje sie przez zmiane stosunku czasu trwania nasycenia do czasu ar trwania odciecia tranzystora. W czasie gdy tran¬ zystor jest w nasyceniu laduje sie kondensator dc* takiej wartosci napiecia, by przez odbiornik plyna! zadany prad. W czasie odciecia tranzystora przez odbiornik plynie prad zmagazynowany w konden¬ satorze i indukcyjnosci dlawika, gdyz obwód za¬ myka sie przez diode pólprzewodnikowa.

Tranzystor pelni role szeregowego klucza lacza¬ cego zródlo zasilania z odbiornikiem, o wlaczeniu którego decyduje uklad sprzezenia zwrotnego, wla¬ czajacy tranzystor w zaleznosci od zadanej war¬ tosci pradu plynacego przez odbiornik. Do regu¬ lacji pradu sluzy potencjometr. Spadek napiecia na tym potencjometrze powoduje zmiane stanu na wyjsciu komparatora, który za pomoca ukladu sterujacego przelacza tranzystor. Uklad rozpoczyna prace przy nasyconym tranzystorze. Prad plynacy w obwodzie powoduje zwiekszenie sie spadku na¬ piecia na potencjometrze. Jesli napiecie to prze¬ kroczy poziom napiecia odniesienia istniejacy na diodzie Zenera, spowoduje to zmiane stanu kom¬ paratora i w konsekwencji odciecie tranzystora.

Napiecie na potencjometrze bedzie wiec malalo az do ponownej zmiany stanu komparatora. Tak wiec tranzystor bedzie wprowadzony w stan odciecia przy pierwszej wartosci plynacego w obwodzie pradu i wprowadzony w nasycenie przy drugiej wartosci pradu, przy czym róznica wartosci tych pradów, które plyfoa pomiedzy dworni zadziala- rti&mi komparatora, jest histereza tego komparató- 105 503105 503 ra. Histereza tego komparatora ma wplyw na okres ^ repetycji ukladu. Wspólczynnik wypelnie¬ nia, to jest stosunek czasu pracy tranzystora w nasyceniu do czasu repetycji, jest odwrotnie pro¬ porcjonalny do wartosci napiecia zasilajacego. Po¬ ziom tetnien na wyjsciu jest wprost proporcjonal¬ ny do okresu repetycji i odwrotnie proporcjonalny do uzytego kondensatora. Dobór wartosci napiecia zasilania, wartosci rezystancji, wartosci indukcyj- nosci i pojemnosci ukladu sa zalezne od odbior¬ nika, a w tym konkretnym przypadku od charak¬ teru dolaczonej do zacisków , wyjsciowych lampy lukowej, która przedstawia soba dla ukladu zasi¬ lania zmienna impedancje w funkcji czasu. Bar¬ dzo czesto, juz w czasie normalnej pracy lampy, nastepuje przeskok polozenia luku, tak zwane zja¬ wisko koronowe, które powoduje równiez zmiane impedancji lampy., Duze zmiany impedancji stawiaja bardzo wyso¬ kie wymagania dla ukladów stabilizacji, co przy mocy, która nalezy dostarczyc lampom lukowym, o wartosci od kilkudziesieciu do kilku tysiecy wa¬ tów, jest rzecza trudna do realizacji. Omówiony uklad' w zasadzie spelnia te wymogi, lecz wsku¬ tek specyficznych wymagan lampy lukowej napie¬ cie zródla zasilania nie moze byc mniejsze od pew¬ nej wartosci minimalnej, ustalonej przez produ¬ centa lamp, i jest kilkakrotnie wieksze od napiecia na lampie. Wskutek tego tranzystory kluczujace pracuja w bardzo trudnych warunkach i oprócz normalnie spotykanych wymagan na tranzystory pracujace w zasilaczach to jest duza moc, duze prady, dochodza dodatkowe wymagania odnosnie duzego najpiecia wstecznego kolektor •>- emiter i odpowiedniej szybkosci przelaczania. Ponadto niekorzystne przebiegi nieustalone jakie moga wystepowac na przyklad podczas uruchamiania lub przelaczania zasilacza dodatkowo zwiekszaja na¬ razania tranzystora na uszkodzenie, a wiec i ob¬ nizaja niezawodnosc zasilacza. Poza tym uklad ten posiada stosunkowo duze tetnienia.

Znane sa równiez regulatory lampowe i pól¬ przewodnikowe o pracy ciaglej charakteryzujace sie tym, ze moc stracona na elemencie regulacyj¬ nym jest znacznie wyzsza od mocy przekazywanej do lampy, co wynika z koniecznosci zapewnienia minimalnego napiecia zródla zasilania, które to na¬ piecie okreslone jest przez producenta lamp, nie¬ zbednego do zapalenia lampy. Wskutek tego spraw¬ nosc urzadzenia jest bardze niska, a gabaryty i cie¬ zar sa znaczne.

Istota wynalazku. Uklad wedlug wynalazku sklada sie z zespolów, oraz z przyrzadów elek¬ trycznych i elektronicznych, które sa polaczone nastepujaco. Pierwsze wyjscie glównego zródla za¬ silania jest polaczone poprzez amperomierz z ano¬ da diody pólprzewodnikowej, natomiast drugie wyj¬ scie tego zródla jest polaczone z pierwsza elektro¬ da kondensatora i z pierwsza koncówka uzwoje¬ nia wtórnego transformatora wysokiego napiecia zespolu wzbudzenia zaplonu, przy czym wejscie zespolu wzbudzenia zaplonu jest dolaczone, poprzez zestyki wylacznika i lacznik do sieci zasilajacej.

Pierwsze wyjscie pomocniczego zródla zasilania 40 45 50 55 00 85 jest polaczone, poprzez pierwszy rezystor, z kato¬ da diody pólprzewodnikowej i z druga elektroda kondensatora, natomiast drugie wyjscie tego zró¬ dla jest polaczone z pierwsza elektroda kondensa¬ tora, przy czym pomocnicze zródlo zasilania jest wlaczone w uklad przed zapaleniem lampy luko¬ wej i odlaczone po ustaleniu sie warunków pracy tej lampy.

Katoda diody pólprzewodnikowej jest polaczona poprzez drugi rezystor z pierwszym zaciskiem wyj¬ sciowym, zas druga koncówka uzwojenia wtórne¬ go transformatora wysokiego napiecia jest pola¬ czona z drugim zaciskiem wyjsciowym. Równolegle z wlaczeniem lub odlaczeniem pomocniczego zró¬ dla zasilania jest wlaczone lub wylaczone wejscie zespolu wzbudzenia zaplonu do sieci zasilajacej, przy czym jeden z przewodów tego wejscia jest rozwierany za pomoca lacznika. Lacznik jest uru¬ chamiany recznie lub automatycznie.

Przyklad wykonania. Uklad polaczen zaplonu lamp lukowych i stabilizacji ich pradu wedlug wy¬ nalazku jest przedstawiony w przykladzie wyko¬ nania na rysunku, który przedstawia uproszczo¬ ny schemat blokowo-ideowy.

Schemat blokowo-ideowy ukladu jest utworzony z podzespolów i przyrzadów elektronicznych, któ¬ re sa polaczone w nastepujacy sposób. Zródlem za¬ silania ukladu jest transformator sieciowy 1. Pier¬ wotne uzwojenie tego transformatora 1 jest dola¬ czone do zacisków wejsciowych we, do których przylozone jest napiecie sieciowe. Do zacisków wej¬ sciowych jest dolaczone wejscie zespolu 2 wzbu¬ dzenia zaplonu poprzez dwa zestawy styków wy¬ lacznika 3 oraz poprzez styki lacznika wciskowego 4 wlaczonego szeregowo w jeden z przewodów do¬ prowadzajacych napiecie sieciowe na wejscie ze¬ spolu 2 wzbudzenia zaplonu. Wtórne uzwojenie transformatora sieciowego 1 sklada sie z dwóch sekcji. Przewód srodkowy uzwojenia wtórnegc transformatora sieciowego 1 jest polaczony z pierw¬ szym prostownikiem 5. Pierwszy skrajny prze¬ wód uzwojenia wtórnego jest polaczony, poprzez trzeci zestaw styków wylacznika 3, z drugim pro¬ stownikiem 6. Drugi, skrajny przewód uzwojenia wtórnego transformatora sieciowego 1 jest pola¬ czony z pierwszym wejsciem stabilizatora analo¬ gowego 7. Wyjscie pierwszego prostownika 5 jest polaczone z drugim wejsciem stabilizatora 7. Pierw¬ sze wyjscie stabilizatora 7 jest polaczone, poprzez zacisk b i amperomierz 9, z anoda diody pól¬ przewodnikowej 10 a drugie wyjscie tego stabili¬ zatora 7 jest polaczone, poprzez zacisk a, z pierw¬ sza elektroda kondensatora 8. Wyjscie drugiego prostownika 6 jest polaczone, poprzez szeregowo1 wlaczony pierwszy rezystor 11, z katoda diodjr pólprzewodnikowej 10, z druga elektroda konden¬ satora 8 i z pierwsza koncówka drugiego rezy¬ stora 12, przy czym druga koncówka drugiego re¬ zystora 12 jest polaczona z pierwszym zaciskiem wyjsciowym wy. Wyjscie zespolu 2 wzbudzenia, zaplonu jest polaczone z pierwotnym uzwójeniem transformatora 13 wysokiego napiecia.

Drugie wyjscie stabilizatora 7 i pierwsza elek¬ troda kondensatora 8 sa polaczone, poprzez sze-5 105503 6 regowó wlaczone wtórne uzwojenie transformato¬ ra 13 wysokiego napiecia, z drugim zaciskiem wyjsciowym wy. Pierwotne uzwojenie transforma¬ tora sieciowego 1, pierwsza sekcja wtórnego uzwo¬ jenia tego transformatora 1, pierwszy prostownik i stabilizator 7 tworza glówne zródlo zasilania, natomiast pierwotne uzwojenie transformatora sie¬ ciowego 1, cale wtórne uzwojenie i drugi prostow¬ nik 6 tworza pomocnicze zródlo zasilania.

Dzialanie ukladu jest nastepujace. Do zacisków ab doprowadzone jest napecie U12 o wartosci wyz¬ szej od wartosci napiecia niezbednego do utrzy¬ mania lampy lukowej w stanie przewodzenia.

Wartosc tego napiecia U12 okreslaja spadki na¬ piec na rezytorze 12, na rezystancji glównego zródla zasilania, oraz spadek napiecia na lampie lukowej. Zródlo pomocnicze wytwarza napiecie równe lub wieksze od minimalnego napiecia nie¬ zbednego do zapalenia lampy lukowej, przy czym to napiecie jest wieksze od napiecia U12. Rezystor 12 i rezystor 11 okreslaja prad plynacy przez lam¬ pe lukowa, nie pokazana na rysunku, przy ustalo¬ nym napieciu zródla pomocniczego i po zapaleniu lampy. Zapalenie lampy lukowej poprzedza czyn¬ nosc wlaczenia zródla pomocniczego i zespolu 2 wzbudzenia zaplonu poprzez zwarcie zestyków wy¬ lacznika 3, przy czym impuls pobudzajacy zespól 2 wzbudzenia zaplonu podaje sie poprzez wcisnie¬ cie przycisku 4. W momencie zapalenia lampy lu¬ kowej "glówna energia niezbedna do podtrzymania luku jest pobierana ze zródla pomocniczego. Po ustaleniu warunków pracy lampy lukowej zródlo pomocnicze zostaje wylaczone, za pomoca rozwar¬ cia zestyków wylacznika 3, i prace przejmuje glówne zródlo zasilania, przy czym stabiliiator 7 stabilizuje prad plynacy przez lampe.

Modyfikacja ukladu jest wlaczenie wtórnego uzwojenia transformatora 13 wysokiego napiecia w ten sposób, ze pierwsza koncówka wtórnego uzwojenia transformatora 13 jest polaczona z druga koncówka drugiego rezystora 12, a druga koncówka wtórnego uzwojenia transformatora 13 jest pola¬ czona z pierwszym zaciskiem wyjsciowym wy.

Inna modyfikacja ukladu jest przypadek zasila¬ nia lampy lukowej trójelektrodowej, przy czym trzecia eltektroda sluzy do inicjowania zaplonu lam¬ py. W tym wykonaniu pierwsza koncówka kon¬ densatora 6 jest bezposrednio polaczona z drugim zaciskiem wyjsciowym wy, pierwsza koncówka wtórnego uzwojenia transformatora 13 wysokiego napiecia jest polaczona z drugim zaciskiem wyj¬ sciowym wy, a druga koncówka wtórnego uzwoje¬ nia transformatora 13 jest polaczona z trzecia elek¬ troda lampy lukowej.

Modyfikacja ukladu jest równiez zastosowanie w miejsce analogowo dzialajacego stabilizatora 7 stabilizatora impulsowego co wnosi okreslone zla¬ godzenie warunków pracy tranzystora kluczujacego w porównaniu ze znanym. ukladem impulsowego stabilizatora pradu dla lamp lukowych.

Poza tym wlaczanie lub wylaczanie zródla pomoc- niczego jak równiez zespolu 2 wzbudzenia zaplonu moze byc automatyczne. Prosta modyfikacja ukla¬ du jest zastosowanie prostowników 5 i 6 dzialaja¬ cych w ukladzie prostownika dwupolówkowego.

Modyfikacja ukladu jest "wlaczenie amperomierza io 9 szeregowo z rezystorem 12, jak równiez zasto¬ sowanie woltomierza do pomiaru napiecia na lam¬ pie.

Rozszerzeniem ukladu przykladowego jest zasto-. sowanie dwóch niezaleznych od siebie zródel po- mocniczego i glównego niekoniecznie stabilizowa¬ nego, przy czym po zapaleniu lampy zródlo pomoc¬ nicze jest wylaczane. Zastosowanie zewnetrznych zródel zasilania umozliwia wykonanie czesci ukla¬ du zaplonu w postaci oddzielnego bloku co wnosi okreslona ekonomicznosc w wykorzystaniu tycK urzadzen.

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe 25 1. Uklad polaczen zaplonu lamp lukowych i sta- ^ bilizacji ich pradu, zawierajacy zródlo zasilania, którego pierwsze wyjscie jest polaczone poprzez amperomierz z anoda diody pólprzewodnikowej, natomiast drugie wyjscie jest polaczone z pierw- 30 sza elektroda kondensatora i z pierwsza koncówka uzwojenia transformatora wysokiego napiecia zes¬ polu wzbudzenia zaplonu, przy czym druga kon¬ cówka uzwojenia wtórnego transformatora wyso¬ kiego napiecia jest polaczona z pierwszym zacis- 35 kiem wyjsciowym, a katoda diody pólprzewodni¬ kowej jest polaczona z druga elektroda konden¬ satora i poprzez drugi rezystor jest polaczona / z drugim zaciskiem wyjsciowym, znamienny tym, ze ma pomocnicze zródlo zasilania, którego pierw- 40 sze wyjscie (a) jest polaczone z pierwsza elektroda kondensatora (8), natomiast drugie wyjscie tego zródla jest polaczone, poprzez pierwszy rezystor

1. Ul) z druga elektroda kondensatora (8) i z katoda diody pólprzewodnikowej (10), przy czym pomoc- 45 nicze zródlo zasilania jest wlaczone do ukladu przed momentem zapalenia lampy lukowej, a wy¬ laczone po ustaleniu sie warunków pracy tej lam¬ py.

2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 50 równolegle z wlaczeniem lub odlaczeniem pomoc¬ niczego zródla zasilania, wlaczane jest lub wyla- . czane wejscie zespolu wzbudzania zaplonu do sieci zasilajacej, przy czym jeden z przewodów tego wej¬ scia jest rozwierany za pomoca lacznika (4). 55

3. Uklad wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze lacznik (4) jest uruchamiany recznie lub automa¬ tycznie.105 503 tw* PZGraf. Koszalin D-1118 110 egz. A-4 Cena 45 zl