RU128340U1 - ELECTRON LOAD FOR HIGH FREQUENCY BALLASTS FOR LUMINESCENT LAMPS - Google Patents
ELECTRON LOAD FOR HIGH FREQUENCY BALLASTS FOR LUMINESCENT LAMPS Download PDFInfo
- Publication number
- RU128340U1 RU128340U1 RU2012125960/28U RU2012125960U RU128340U1 RU 128340 U1 RU128340 U1 RU 128340U1 RU 2012125960/28 U RU2012125960/28 U RU 2012125960/28U RU 2012125960 U RU2012125960 U RU 2012125960U RU 128340 U1 RU128340 U1 RU 128340U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- load
- electronic
- ballasts
- ballast
- rectifier
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
Электронная нагрузка высокочастотного балласта для люминесцентных ламп, содержащая электронную нагрузку постоянного тока с рекуперацией энергии в сеть питания, отличающаяся тем, что балласт снабжен согласующим устройством, которое содержит высокочастотный трансформатор напряжения с двумя обмотками, первичной и вторичной, выпрямитель и конденсатор, причем выход балласта подключен к первичной обмотке трансформатора напряжения, вторичная обмотка подключена к выпрямителю, а выход выпрямителя - к конденсатору, подключенному к электронной нагрузке постоянного тока, имеющей входную характеристику параллельного стабилизатора напряжения, при этом к входу одной электронной нагрузки постоянного тока с рекуперацией энергии параллельно подключено произвольное количество выходов согласующих устройств с подключенными к ним балластами, причем все балласты подключены к сети питания параллельно, а максимальное число подключенных устройств определяется мощностью электронной нагрузки постоянного тока.An electronic load of a high-frequency ballast for fluorescent lamps, comprising an electronic DC load with energy recovery to the power supply network, characterized in that the ballast is equipped with a matching device that contains a high-frequency voltage transformer with two windings, a primary and a secondary, a rectifier and a capacitor, and the output of the ballast is connected to the primary winding of the voltage transformer, the secondary winding is connected to the rectifier, and the rectifier output is connected to the capacitor connected to the electronic a constant DC load having an input characteristic of a parallel voltage regulator, while an arbitrary number of outputs of matching devices with ballasts connected to them are connected to the input of one electronic DC load with energy recovery, and all ballasts are connected to the power supply network in parallel, and the maximum number of connected devices is determined by the power of the electronic DC load.
Description
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использовано в стендах для испытания высокочастотных балластов для люминесцентных ламп.The utility model relates to electrical engineering and can be used in stands for testing high-frequency ballasts for fluorescent lamps.
В известных стендах для продолжительных испытания балластов люминесцентных ламп на надежность в качестве нагрузки используются стандартные люминесцентные лампы, для питания которых и предназначен балласт. При крупносерийном и массовом производстве балластов, для проведения таких испытаний приходится идти на значительные затраты электроэнергии и большого количества люминесцентных ламп.In well-known stands for long-term testing of ballast of fluorescent lamps for reliability, standard fluorescent lamps are used as the load, for the supply of which the ballast is intended. With large-scale and mass production of ballasts, for such tests it is necessary to go for significant energy costs and a large number of fluorescent lamps.
Известны электронные нагрузки переменного тока, которые предназначены для работы в качестве нагрузки при испытании, настройке и регулировки блоков питания, усилителей, звуковоспроизводящей аппаратуры и других радиотехнических устройств, которые могли бы быть использованы взамен люминесцентных ламп при испытаниях балластов, например, программируемая электронная нагрузка АТН-8365, описанная на сайте фирмы «Актаком» www.aktakom.ru/kio/index.php?ELEMENT_ID=38865Known electronic AC loads that are designed to work as a load when testing, tuning and adjusting power supplies, amplifiers, sound-reproducing equipment and other radio devices that could be used instead of fluorescent lamps when testing ballasts, for example, ATN- programmable electronic load 8365, described on the Aktakom website www.aktakom.ru/kio/index.php?ELEMENT_ID=38865
Подобные нагрузки очень дороги и не обеспечивают возврата энергии с выходов балластов в сеть их питанияSuch loads are very expensive and do not provide energy return from the outputs of the ballasts to their supply network
Известны также мощные электронные нагрузки постоянного тока, например, нагрузки серии EA-ELR 9000 3,5 K.W - 10 K.W, выпускаемые фирмой “EA-Electro-Automatic GmbH”, с рекуперацией энергии с возвращением ее в сеть питания, выпускаемые для испытания источников питания и преобразователей (конверторов) постоянного тока. Техническое решение, наиболее близкое к предлагаемому, описано в статье Carlos Roncero… “Controllable electronic load with energy recycling capability”, Przeglad Electrotechniczny (Electrical Review), LSSN 0033-2097, R. 87 №4/2011Powerful DC electronic loads are also known, for example, EA-ELR 9000 3.5 KW - 10 KW series loads manufactured by EA-Electro-Automatic GmbH, with energy recovery with its return to the power supply, produced for testing power supplies and converters (converters) DC. The technical solution closest to the one proposed is described in the article by Carlos Roncero ... “Controllable electronic load with energy recycling capability”, Przeglad Electrotechniczny (Electrical Review), LSSN 0033-2097, R. 87 No. 4/2011
Недостатком схемы является невозможность прямого подключения ВЧ выходов балластов к входу электронной нагрузки, выполняющей функцию рекуперации энергии в сеть питания.The disadvantage of this circuit is the inability to directly connect the RF outputs of the ballasts to the input of the electronic load, which performs the function of energy recovery in the power network.
Технической задачей, которая решается предлагаемой полезной моделью, является согласование большого числа ВЧ выходов одновременно работающих балластов с входом электронной нагрузки постоянного тока с рекуперацией энергии в сеть питания, путем создания согласующего устройства, которое по своим нагрузочным характеристикам эквивалентно характеристикам люминесцентной лампы в рабочем режиме, а выход согласован по параметрам с входом электронной нагрузки постоянного тока.The technical problem that is solved by the proposed utility model is the coordination of a large number of RF outputs of simultaneously operating ballasts with the input of a direct current electronic load with energy recovery into the power supply network by creating a matching device that is equivalent in its load characteristics to the characteristics of a fluorescent lamp in operating mode, and the output is matched in parameters with the input of the DC electronic load.
Технический результат состоит в том, что предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить подачу на испытываемые балласты напряжения питания, при котором балласт обеспечивает полную выходную мощность, потребляя энергию, до 90% которой возвращается с выхода на вход по сети питания, что позволяет в 7-10 раз снизить затраты электроэнергии на проведение испытаний при крупносерийном и массовом производстве балластов для люминесцентных ламп. Кроме того, исключается и расход люминесцентных ламп на обеспечение испытаний.The technical result consists in the fact that the proposed technical solution makes it possible to supply power to the tested ballasts, at which the ballast provides full output power, consuming energy, up to 90% of which is returned from the output to the input via the power network, which allows 7-10 times reduce the cost of electricity for testing in large-scale and mass production of ballasts for fluorescent lamps. In addition, the consumption of fluorescent lamps for testing is excluded.
Указанный технический результат достигается тем, что каждый балласт снабжен согласующим устройством, которое содержат высокочастотный трансформатор напряжения с двумя обмотками, первичной и вторичной, выпрямитель и конденсатор причем, выход балласта подключен к первичной обмотке трансформатора напряжения, вторичная обмотка подключена к выпрямителю, а выход выпрямителя - к конденсатору, подключенному к электронной нагрузке постоянного тока, имеющей входную характеристику параллельного стабилизатора напряжения. При этом, к входу одной электронной нагрузки постоянного тока с рекуперацией энергии параллельно подключено произвольное количество выходов согласующих устройств с подключенными к ним балластами, причем, все балласты подключены к сети питания параллельно, а максимальное число подключенных устройств определяется мощностью электронной нагрузки постоянного тока.The indicated technical result is achieved by the fact that each ballast is equipped with a matching device, which contains a high-frequency voltage transformer with two windings, a primary and a secondary, a rectifier and a capacitor; moreover, the ballast output is connected to the primary winding of the voltage transformer, the secondary winding is connected to the rectifier, and the rectifier output is to a capacitor connected to an electronic DC load having an input characteristic of a parallel voltage regulator. At the same time, an arbitrary number of outputs of matching devices with ballasts connected to them are connected in parallel to the input of one electronic DC load with energy recovery, and all ballasts are connected to the power supply network in parallel, and the maximum number of connected devices is determined by the power of the DC electronic load.
Описание полезной модели поясняется чертежами, где на Фиг.1 приведена схема предлагаемой электронной нагрузки, а принцип ее работы поясняется рисунками Фиг.2…Фиг.4. На Фиг.2, приведена схема нагрузки балласта люминесцентной лампой, на Фиг.3 - схема нагрузки на устройство согласования с электронной нагрузкой постоянного тока, а на Фиг4 приведены временные диаграммы тока, поясняющие эквивалентность нагрузок..The description of the utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a diagram of the proposed electronic load, and the principle of its operation is illustrated by Figs. 2 ... Fig. 4. Figure 2, shows a diagram of the load of the ballast with a fluorescent lamp, Figure 3 is a diagram of the load on the device matching with the electronic load of direct current, and Figure 4 shows the timing diagrams of the current explaining the equivalence of loads ..
Предлагаемая электронная нагрузка для К балластов 1 (1-1…1-К), содержит устройства согласования 2 (2-1…2-К) и электронную нагрузку 3 с рекуперацией энергии в сеть питания. Выходы балластов подключены к входам устройств согласования 2, включающих в себя высокочастотный трансформатор напряжения 4, выпрямитель 5 (например, диодный мост) и конденсатор 6. Выходы всех устройств согласования соединены параллельно и подключены к входу электронной нагрузки 3, имеющей входную характеристику параллельного стабилизатора напряжения.The proposed electronic load for K ballasts 1 (1-1 ... 1-K), contains matching devices 2 (2-1 ... 2-K) and
Правомерность замены люминесцентных ламп такой нагрузкой и принципы расчета параметров устройства согласования поясняются следующим образом:The legitimacy of replacing fluorescent lamps with such a load and the principles for calculating the parameters of the matching device are explained as follows:
Во всех электронных балластах на выходе стоит ВЧ дроссель, ограничивающий ток лампы. Вольтамперные характеристики (ВАХ) лампы в рабочем режиме нелинейны, но при питании лампы ВЧ током (на частотах выше 1 кГц) лампу можно в каждый момент времени считать активной нагрузкой. Цепь лампы, приведенную на Фиг.2, в произвольный момент периода ВЧ питания при этом можно представить последовательно включенными индуктивностью дросселя L и активным сопротивлением r(i), па которое подано прямоугольное напряжение с преобразователя ВЧ. На Фиг.3 приведена схема подключения того же балласта к предлагаемому устройству согласования.In all electronic ballasts, an RF choke is located at the output, limiting the lamp current. The current-voltage characteristics (CVC) of the lamp in the operating mode are non-linear, but when the lamp is supplied with RF current (at frequencies above 1 kHz), the lamp can be considered an active load at any time. The lamp circuit shown in Fig. 2, at an arbitrary moment of the RF power supply period, can be represented by the inductance L of the inductor L and the active resistance r (i) connected to each other at a square voltage from the RF converter. Figure 3 shows the connection diagram of the same ballast to the proposed matching device.
Напряжение Uвч на цепи лампы, образованной последовательно включенной лампой и дросселем в установившемся рабочем режиме, имеет прямоугольную форму, а его амплитуда равна половине напряжения питания Епит. Конденсатор С при этом заряжен до половины напряжения питания Епит, и при включении верхнего ключа ток в цепи нарастает, а при включении нижнего - падает. Временные диаграммы, поясняющие этот процесс, приведены на Фиг.4 (кривые напряжения ВЧ Uвч и тока ВЧ iвч, лампа.).The voltage Uvch on the lamp circuit formed by the series-connected lamp and inductor in the steady-state operating mode has a rectangular shape, and its amplitude is equal to half the supply voltage Epit. In this case, the capacitor C is charged to half the supply voltage Epit, and when the upper switch is turned on, the current in the circuit rises, and when the lower switch is turned on, it drops. Timing diagrams explaining this process are shown in FIG. 4 (RF voltage UHF and RF current UHF, lamp. Curves).
Скорость нарастания тока в цепи ограничена дросселем и определяется формулойThe slew rate of the current in the circuit is limited by the inductor and is determined by the formula
1. one.
Где i - мгновенное значение тока;Where i is the instantaneous current value;
t - времяt is time
r(i) - мгновенное значение сопротивления лампы, зависящее от тока;r (i) is the instantaneous value of the lamp resistance, depending on the current;
L - индуктивность дросселя.L is the inductance of the inductor.
Решение этого уравнения, в первом приближении (r=const), даст экспоненту (см. рис.4). Кривая, соответствующая более точному представлению r(i), будет близка к этой экспоненте. На начальном участке кривая имеет наклон φ1, а на конечном, перед переключением ключей, φ2. На фиг.4 от начала к концу полупериода тока питания цепи лампы наклон кривой тока уменьшается приблизительно в 7 раз (φ1=7φ2), что означает 7-кратпое снижение напряжения на дросселе на том же интервале. В то же время, действующее значение тока может быть, в зависимости от вида r(i), лишь на 20-30% больше среднеквадратичного значения пилы, образованной соединением пиков тока в моменты переключения ключей балласта.The solution of this equation, to a first approximation (r = const), will give the exponent (see Fig. 4). The curve corresponding to a more accurate representation of r (i) will be close to this exponent. In the initial section, the curve has a slope of φ1, and in the final, before switching keys, φ2. In Fig. 4, from the beginning to the end of the half-cycle of the supply current of the lamp circuit, the slope of the current curve decreases by about 7 times (φ1 = 7φ2), which means a 7-fold decrease in the voltage across the inductor in the same interval. At the same time, the actual value of the current can be, depending on the type of r (i), only 20-30% more than the rms value of the saw formed by connecting the current peaks at the moments of switching the ballast keys.
Фиг.4. Временные диаграммы.Figure 4. Timing charts.
Если нагрузить балласт на симметричный ограничитель напряжения Uвых, то выражение для скорости изменения тока цепи приобретет видIf you load the ballast on a symmetrical voltage limiter U o , then the expression for the rate of change of the circuit current will take the form
2 2
Меняя Uвых, можно менять наклон от нуля до , и установить его таким образом, чтобы действующее значение тока цепи точно соответствовало действующему значению тока лампы.By changing U out , you can change the slope from zero to , and set it so that the effective value of the circuit current exactly matches the actual value of the lamp current.
Для того, чтобы обеспечить рекуперацию энергии в сеть, функцию симметричного ограничителя напряжения, обеспечивающего также и гальваническую развязку входа и выхода, выполняет устройство (Фиг.3), содержащее трансформатор напряжения 4, выпрямитель 5 и конденсатор 6. Напряжение ограничения при этом задается электронной нагрузкой с входной характеристикой параллельного стабилизатора напряжения, меняя это напряжение от U1 до U3 (Фиг.4) можно менять нагрузку балласта, задавая среднеквадратичное значение тока как меньше (U3), так и больше (U1) номинального значения (U2).. При параллельном включении нескольких выходов таких устройств режим работы всех подключенных к ним балластов автоматически задается одинаковым.In order to ensure energy recovery in the network, the function of a symmetrical voltage limiter, which also provides galvanic isolation of the input and output, is performed by the device (Fig. 3) containing a
Первичная обмотка трансформатора напряжения должна иметь индуктивность, многократно превышающую индуктивность дросселя L. Тогда напряжение на обмотке, при котором начнется нарастание тока (с заданной скоростью) будет определяться только напряжением, заданным электронной нагрузкой.The primary winding of the voltage transformer must have an inductance many times higher than the inductance of the inductor L. Then the voltage at the winding at which the current begins to rise (at a given speed) will be determined only by the voltage specified by the electronic load.
Работает заявляемое устройство следующим образом: при подаче питания из сети на балласты, они включаются сразу в рабочий режим, без режима зажигания ламп. Энергия сети преобразуется в энергию ВЧ питания ламп и поступает с выходов балластов 1-1…1-К на входы согласующих устройств 2-1…2-К, выходы которых включены параллельно и подключены к электронной нагрузке 3, которая поддерживает стабильное напряжение на входе, отбирая с ее входа энергию постоянного тока и преобразуя ее в энергию переменного тока частотой 50 Гц, сфазированную с сетью питания. Эта энергия с выхода электронной нагрузки возвращается обратно в сеть питания.The claimed device works as follows: when power is supplied from the network to the ballasts, they turn on immediately in the operating mode, without the lamp ignition mode. The network energy is converted into the RF energy of the lamps and is supplied from the outputs of the ballasts 1-1 ... 1-K to the inputs of the matching devices 2-1 ... 2-K, the outputs of which are connected in parallel and connected to an
В результате проведения испытаний рабочего макета предлагаемого устройства было установлено, что для обеспечения номинальных рабочих режимов испытываемых балластов по току и преобразуемой мощности общее потребление энергии уменьшается в 7-10 раз, что позволяет существенно снизить затраты на проведение длительных испытаний (например, на надежность). Наиболее эффективно применение полезной модели при серийном и массовом производстве балластов.As a result of testing the working layout of the proposed device, it was found that to ensure the rated operating modes of the tested ballasts in current and converted power, the total energy consumption is reduced by 7-10 times, which can significantly reduce the cost of long-term tests (for example, reliability). The most effective application of the utility model in serial and mass production of ballasts.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012125960/28U RU128340U1 (en) | 2012-06-22 | 2012-06-22 | ELECTRON LOAD FOR HIGH FREQUENCY BALLASTS FOR LUMINESCENT LAMPS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012125960/28U RU128340U1 (en) | 2012-06-22 | 2012-06-22 | ELECTRON LOAD FOR HIGH FREQUENCY BALLASTS FOR LUMINESCENT LAMPS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU128340U1 true RU128340U1 (en) | 2013-05-20 |
Family
ID=48804385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012125960/28U RU128340U1 (en) | 2012-06-22 | 2012-06-22 | ELECTRON LOAD FOR HIGH FREQUENCY BALLASTS FOR LUMINESCENT LAMPS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU128340U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD979165S1 (en) * | 2020-10-14 | 2023-02-21 | Lg Electronics Inc. | Drum for clothes drying machine |
-
2012
- 2012-06-22 RU RU2012125960/28U patent/RU128340U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD979165S1 (en) * | 2020-10-14 | 2023-02-21 | Lg Electronics Inc. | Drum for clothes drying machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103558573B (en) | A kind of performance test methods of voltage transformer (VT) | |
Liu et al. | Buck–boost–buck-type single-switch multistring resonant LED driver with high power factor and passive current balancing | |
CN105846672B (en) | DC voltage circuit | |
Abdelmessih et al. | Analysis and experimentation on a new high power factor off-line LED driver based on interleaved integrated buck flyback converter | |
Wijeratne et al. | A novel three-phase buck–boost AC–DC converter | |
CN104300827A (en) | 2,400kV/30mA movable partial-discharge-free direct-current high-voltage generator | |
Mondzik et al. | High efficiency switched capacitor voltage doubler with planar core-based resonant choke | |
Lazzarin et al. | Split‐phase switched‐capacitor ac–ac converter | |
Lee et al. | Non-isolated high-gain boost converter using voltage-stacking cell | |
RU128340U1 (en) | ELECTRON LOAD FOR HIGH FREQUENCY BALLASTS FOR LUMINESCENT LAMPS | |
Prakash et al. | High-efficiency improved 12kW switched mode telecom rectifier | |
CN104167944A (en) | High-power medium-frequency power supply device | |
Lourdusami et al. | Analysis, design and experimentation of series-parallel LCC resonant converter for constant current source | |
Chowdhury et al. | Implementation of a grid-tied emergency back-up power supply for medium and low power applications | |
Abdi et al. | Reliability of MPPT converter in different operating modes | |
CN203813673U (en) | AC-AC voltage transformation device | |
CN204068743U (en) | A kind of high-power intermediate frequency power supply device | |
Mahmoudi et al. | A new high step-up DC-DC topology with zero DC magnetizing inductance current and continuous input current | |
CN202103908U (en) | Down lamp constant current switch power supply | |
CN215297553U (en) | Portable electromagnetic voltage transformer induction voltage withstand test device | |
Kivi et al. | Z-impedance enhanced trans-Z-source inverters with switched | |
RU86365U1 (en) | THREE PHASE FREQUENCY CONVERTER | |
Cha et al. | A three-phase current-fed dc/dc converter with a three-leg high frequency transformer for fuel cells | |
Huang et al. | WPT topology scheme with dual parallel-circuit class E inverters and integrated inductor | |
RU87034U1 (en) | TEST STAND FOR POWER SUPPLIES OR EXCITATION UNITS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150623 |