RU17388U1

RU17388U1 - DISCHARGE LAMP POWER SUPPLY

Info

Publication number: RU17388U1
Application number: RU2000129980/20U
Authority: RU
Inventors: И.П. Шевченко
Original assignee: Шевченко Игорь Петрович
Priority date: 2000-12-05
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2001-03-27

Abstract

Устройство питания газоразрядных ламп, содержащее блок питания с источником постоянного тока, инвертор, стартовый генератор тока, индуктивно-емкостную балластную цепь и узел зажигания газорязрядных ламп, отличающееся тем, что инвертор включает гистерезисный сумматор, два ключа управления и последовательно соединенные таймер, блок управления и генератор, а устройство снабжено датчиком увеличения напряжения на лампах, датчиком уменьшения напряжения на лампах, датчиком напряжения на внутренних накалах ламп, выполненным в виде обмотки накального трансформатора и диодного высокочастотного выпрямителя, и датчиком обрыва нижнего накала ламп, при этом указанные датчики соединены с гистерезисным сумматором, стартовый генератор тока соединен с источником постоянного тока и включает ограничительные резисторы, полевой транзистор, элементы опорного напряжения, фильтрующую емкость и токовый резистор, причем при запуске аппарата стартовый генератор запитан на управляющие схемы инвертора с обеспечением включения в работу его ключей и подачей питания на высокочастотный выпрямитель, осуществляющий питание источника постоянного напряжения и отключение стартового генератора тока.A gas discharge lamp power supply device comprising a power supply unit with a direct current source, an inverter, a starting current generator, an inductive-capacitive ballast circuit and an ignition unit of gas discharge lamps, characterized in that the inverter includes a hysteresis adder, two control keys and a series-connected timer, a control unit and generator, and the device is equipped with a sensor for increasing the voltage on the lamps, a sensor for decreasing the voltage on the lamps, a voltage sensor on the inner filament of the lamps, made in the form of a winding kalnogo transformer and a diode high-frequency rectifier, and a sensor for breaking the lower incandescent lamps, while these sensors are connected to a hysteresis adder, the starting current generator is connected to a direct current source and includes limiting resistors, a field effect transistor, reference voltage elements, a filtering capacitance and a current resistor, when the device starts up, the start generator is powered by the inverter control circuits with the inclusion of its keys in operation and the power supply to the high-frequency rectifier rer performing constant voltage power source and disconnection of the starting current of the generator.

Description

Устройство питания газоразрядных ламп.Gas discharge lamp power supply.

Полезная модель относится к электротехнике, преимущественно к электронным устройствам питания газоразрядных ламп.The utility model relates to electrical engineering, mainly to electronic devices for supplying gas discharge lamps.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство питания газоразрядных ламп, содержащее блок питания с источником постоянного тока, инвертор, стартовый генератор тока, индуктивно-емкостную балластную цепь и узел зажигания газоразрядных ламп (см., патент RU 2094964 С1, кл. Н 05 В 41/29, опубл. 27.10.1997).Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a discharge lamp power supply device comprising a power supply unit with a direct current source, an inverter, a starting current generator, an inductive-capacitive ballast circuit and an ignition unit for discharge lamps (see, patent RU 2094964 C1, class H 05 B 41/29, publ. 10/27/1997).

Указанное устройство обеспечивает питание газоразрядных ламп. Однако в ряде случаев, например, при понижении напряжения ниже допустимого предела не обеспечивается требуемая надежность работы.The specified device provides power to discharge lamps. However, in some cases, for example, when the voltage drops below the allowable limit, the required reliability is not provided.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение надежности работы устройства и снижение потребления электроэнергии устройством питания газоразрядных ламп.The objective to which the present utility model is directed is to increase the reliability of the device and reduce the power consumption of the discharge lamp power supply device.

Указанная задача решается за счет того, что устройство питания газоразрядных ламп содержит блок питания с источником постоянного тока, инвертор, стартовый генератор тока, индуктивно-емкостную балластную цепь и узел зажигания газоразрядных ламп, при этом инвертор включает гистерезисный сумматор, два ключа управления и последовательно соединенные таймер, блок управления и генератор, а устройство снабжено датчиком увеличения напряжения на лампах, датчикомThis problem is solved due to the fact that the power supply device for discharge lamps contains a power supply unit with a direct current source, an inverter, a starting current generator, an inductive-capacitive ballast circuit and an ignition unit for discharge lamps, while the inverter includes a hysteresis adder, two control keys and series-connected timer, control unit and generator, and the device is equipped with a sensor for increasing the voltage on the lamps, a sensor

МПК 7 Н 05 В 41/29 IPC 7 N 05 V 41/29

уменьшения напряжения на лампах, датчиком напряжения на внутренних накалах ламп, выполненным в виде обмотки нахального трансформатора и диодного высокочастотного выпрямителя, и датчиком обрыва нижнего накала ламп, при этом указанные датчики соединены с гистерезисным сумматором, стартовый генератор тока соединен с источником постоянного тока и включает ограничительные резисторы, полевой транзистор, элементы опорного напряжения, фильтрующую емкость и токовый резистор, причем при запуске аппарата стартовый генератор запитан на управляющие схемы инвертора с обеспечением включения в работу его ключей и подачей питания на высокочастотный выпрямитель, осуществляющий питание источника постоянного напряжения и отключение стартового генератора тока.reducing the voltage on the lamps, a voltage sensor on the inner filament of the lamps, made in the form of a winding sassy transformer and a diode high-frequency rectifier, and a sensor for breaking the lower filament of the lamps, while these sensors are connected to a hysteresis adder, the starting current generator is connected to a direct current source and includes limiting resistors, a field effect transistor, elements of a voltage reference, a filtering capacitance and a current resistor, and when the device starts up, the start generator is powered by a control guides inverter circuits incorporating security in operation of its keys and to a high frequency power supply a rectifier, performs constant voltage power source and disconnection of the starting current of the generator.

Исследования работы устройства питания газоразрядных ламп, преимущественно аппаратов для питания 2-4-х газоразрядных ламп, было установлено, что на надежность работы и электропотребление устройства существенное влияние оказывает режим работы в период запуска и контроль режима работы ламп в процессе поддержания режима горения ламп. В частности кроме режимов контроля увеличения напряжения на лампах и контроля обрыва нижнего накала ламп необходимо также контролировать в совокупности с указанными выше параметрами уменьшение напряжения на лампах и напряжение на внутренних накалах ламп, причем указанный контроль важен не только в период эксплуатации ламп. Организация процесса запуска, а именно использование стартового генератора в совокупности с организацией контроля и последующее отключение стартового генератора при запуске высокочастотного выпрямителя позволяют практически полностьюStudies of the operation of the power supply device for gas-discharge lamps, mainly devices for supplying 2-4 gas-discharge lamps, it was found that the operation mode and the power consumption of the device are significantly affected by the operating mode during the start-up period and the control of the operating mode of the lamps in the process of maintaining the lamp burning mode. In particular, in addition to the control modes for increasing the voltage on the lamps and monitoring the breakage of the lower filament of the lamps, it is also necessary to control, in combination with the above parameters, the decrease in the voltage on the lamps and the voltage on the internal filament of the lamps, and this control is important not only during the operation of the lamps. The organization of the start-up process, namely the use of the start-up generator in conjunction with the organization of control and the subsequent shutdown of the start-up generator when starting the high-frequency rectifier, make it possible almost completely

исключить выход из строя ламп при нарушении заданного режима работы устройства питания газоразрядных ламп, а также предотвратить выход из строя элементов самого устройства.to eliminate the failure of the lamps in violation of the specified mode of operation of the power supply device for discharge lamps, and also to prevent the failure of the elements of the device itself.

На чертеже представлена принципиальная схема описываемого устройства питания газоразрядных ламп.The drawing shows a schematic diagram of the described device power supply of discharge lamps.

Устройство питания газорязрядных ламп содержит блок питания 1 с источником постоянного тока 2, инвертор, стартовый генератор тока 3, индуктивно-емкостную балластную цепь, включающую емкость 4 и дроссель 5, и узел зажигания газоразрядных ламп, включающий емкости 6 и 7 и накальный трансформатор 8. Инвертор включает гистерезисный сумматор 9, два ключа управления 10, 11, и последовательно соединенные таймер 12, блок управления 13 и генератор 14, а аппарат снабжен датчиком увеличения напряжения на лампах 15, датчиком уменьшения напряжения на лампах 16, датчиком напряжения на внутренних накалах ламп 17 и датчиком обрыва нижнего накала ламп 18, при этом указанные датчики 15-18 соединены с гистерезисным сумматором 9, стартовый генератор тока 3 соединен с источником постоянного тока 2 и включает ограничительные резисторы, полевой транзистор, элементы опорного напряжения, фильтрующую емкость и токовый резистор, причем при запуске аппарата стартовый генератор 3 запитан на управляющие схемы инвертора с обеспечением включения в работу его ключей 10, 11 и подачей питания на высокочастотный выпрямитель 19, осуществляющий питание источника постоянного напряжения 2 и отключение стартового генератора тока 3.The gas discharge lamp power supply device comprises a power supply unit 1 with a direct current source 2, an inverter, a starting current generator 3, an inductive-capacitive ballast circuit including a capacitance 4 and a choke 5, and an ignition unit for gas discharge lamps, including capacitances 6 and 7 and a glow transformer 8. The inverter includes a hysteresis adder 9, two control keys 10, 11, and a series-connected timer 12, a control unit 13 and a generator 14, and the apparatus is equipped with a voltage increase sensor for lamps 15, a voltage decrease sensor for lamps 16, dates the voltage at the internal incandescent lamps 17 and the low-lamp cutoff sensor 18, while these sensors 15-18 are connected to a hysteresis adder 9, the starting current generator 3 is connected to a constant current source 2 and includes limiting resistors, a field effect transistor, and voltage reference elements, filtering capacitance and current resistor, and when the apparatus is started, the start generator 3 is powered by the inverter control circuits with the inclusion of its keys 10, 11 and the supply of power to the high-frequency rectifier 19, supplying a constant voltage source 2 and turning off the starting current generator 3.

трансформатор 8 формируют последовательный резонансный контур, а нахальный трансформатор 8 (он же трансформатор предварительного подогрева) подключен параллельно ключу 11. Емкости 6 и 7 последовательного резонансного контура подключены между нагревательными электродами газоразрядных ламп 20 и 21 и накал ьным трансформатором 8. Для попеременного пропускания тока через ключи 10 и 11 используют блок управления 13 и генератор 14, подающий управляющие импульсы требуемой частоты, например, 50 КГц, которые попеременно открывают ключи 10 и 11.transformer 8 forms a series resonant circuit, and a sassy transformer 8 (aka preheater transformer) is connected in parallel with key 11. Capacities 6 and 7 of a series resonant circuit are connected between the heating electrodes of discharge lamps 20 and 21 and a glow transformer 8. For alternating current transmission through the keys 10 and 11 use the control unit 13 and the generator 14, which supplies the control pulses of the required frequency, for example, 50 KHz, which alternately open the keys 10 and 11.

При включении устройства от сети переменного тока через блок питания 1 первым в работу включается стартовый генератор тока, который подает напряжение на блок управленияWhen the device is turned on from the AC mains through the power supply unit 1, the starting current generator is turned on first, which supplies voltage to the control unit

13и генератор 14, что приводит к запуску инвертора. Когда инвертор запускается в работу, высокочастотный выпрямитель 19, выполненный на диодной сборке, емкости и резисторах, подает питание на источник постоянного тока 2, который запускает дроссель 22. На обмотке дросселя возникает высокочастотное напряжение, которое подается на выпрямитель 23 и после выпрямителя 23 питание поступает на блок управления 13 и генератор 14, и отключает стартовый генератор тока 3.13 and generator 14, which causes the inverter to start. When the inverter starts up, the high-frequency rectifier 19, made on the diode assembly, capacitance and resistors, supplies power to the DC source 2, which starts the inductor 22. A high-frequency voltage appears on the winding of the inductor, which is supplied to the rectifier 23 and after rectifier 23 the power is supplied to the control unit 13 and the generator 14, and turns off the starting current generator 3.

После включения блока питания 1 отрабатывает таймер 12 в заданный промежуток времени, обеспечивая максимальную рабочую частоту. При этой частоте лампа или лампы (на схеме указано две лампы 20 и 21, однако описываемая схема может быть оптимизирована и на одну лампу и на 4 лампы, т.е. на необходимое потребителю количество ламп) не зажигаются, а их накалы прогреваются. Далее таймер выдает сигнал на генераторAfter turning on the power supply 1 runs off the timer 12 in a predetermined period of time, providing maximum operating frequency. At this frequency, the lamp or lamps (two lamps 20 and 21 are indicated on the diagram, however, the described circuit can be optimized for one lamp and 4 lamps, i.e., the number of lamps required by the consumer) do not light up, and their glows are heated. Next, the timer gives a signal to the generator

частоте последовательного резонансного контура, что приводит к зажиганию ламп 20 и 21. В случае отклонения рабочих характеристик напряжения на лампе или лампах срабатывает тот или иной из датчиков 15-18 или несколько датчиков одновременно и инвертор по сигналу гистерезисного сумматора 9, к которому подключены датчики 15-18, выключается.the frequency of the series resonant circuit, which leads to the ignition of the lamps 20 and 21. In the event of a deviation of the operating characteristics of the voltage on the lamp or lamps, one or another of the sensors 15-18 or several sensors is triggered simultaneously and the inverter is triggered by the signal of the hysteresis adder 9 to which the sensors 15 are connected -18, off.

В случае срабатывания датчиков 15-18 по любому из параметров весь процесс запуска в работу повторяется заново.If sensors 15-18 are triggered according to any of the parameters, the entire start-up process is repeated anew.

В предпочтительном варианте исполнения в качестве блока управления 13 используется драйвер IR2153, а в качестве таймера используется 1/4 часть компаратора напряжения LM339.In a preferred embodiment, the driver IR2153 is used as the control unit 13, and 1/4 of the LM339 voltage comparator is used as a timer.

Датчик контроля напряжения 15 выполнен в виде обмотки на дросселе 5 и диодного высокочастотного выпрямителя на микросборке DS9.The voltage monitoring sensor 15 is made in the form of a winding on the inductor 5 and a high-frequency diode rectifier on the DS9 microassembly.

Датчик контроля напряжения 16 выполнен в виде делителя напряжения на резисторах, диодного высокочастотного выпрямителя на микросборке DS8 и фильтрующей емкости.The voltage monitoring sensor 16 is made in the form of a voltage divider across resistors, a high-frequency diode rectifier on a DS8 microassembly and a filtering capacitance.

Датчик контроля напряжения 17 выполнен в виде обмотки на накальном трансформаторе 8 и диодного высокочастотного выпрямителя на микросборке DS10.The voltage monitoring sensor 17 is made in the form of a winding on a filament transformer 8 and a diode high-frequency rectifier on a micro-assembly DS10.

Датчик контроля напряжения 18 выполнен в виде делителя напряжения на резисторах, стабилитронах, фильтрующей емкости и еще одного делителя напряжения на резисторах.The voltage monitoring sensor 18 is made in the form of a voltage divider for resistors, zener diodes, filter capacitance and another voltage divider for resistors.

Гистерезисный сумматор 9 выполнен на диодных сборках и трех компараторах напряжения, выполненных на микросхеме LM339.The hysteresis adder 9 is made on diode assemblies and three voltage comparators made on the LM339 chip.

Описанное устройство питания газоразрядных ламп может быть использовано везде, где требуется обеспечить надежную работу освещения на основе газоразрядных ламп.The described device for supplying gas discharge lamps can be used wherever it is required to ensure reliable operation of lighting based on gas discharge lamps.

Claims

A gas discharge lamp power supply device comprising a power supply unit with a direct current source, an inverter, a starting current generator, an inductive-capacitive ballast circuit and an ignition unit of gas discharge lamps, characterized in that the inverter includes a hysteresis adder, two control keys and a series-connected timer, a control unit and generator, and the device is equipped with a sensor for increasing the voltage on the lamps, a sensor for decreasing the voltage on the lamps, a voltage sensor on the inner filament of the lamps, made in the form of a winding kalnogo transformer and a diode high-frequency rectifier, and a sensor for breaking the lower incandescent lamps, while these sensors are connected to a hysteresis adder, the starting current generator is connected to a direct current source and includes limiting resistors, a field effect transistor, reference voltage elements, a filtering capacitance and a current resistor, when the device starts up, the start generator is powered by the inverter control circuits with the inclusion of its keys in operation and the power supply to the high-frequency rectifier rer performing constant voltage power source and disconnection of the starting current of the generator.