RU1826146C - Осветительное устройство - Google Patents

Abstract

Использование: дл  включени  ламп накаливани  и регулировани   ркости свечени  включаемых ламп. Сущность изобретени : устройство состоит из лампы накаливани , подключенной через выключатель и тиристорный ключ к сети переменного тока. Тиристорный ключ обеспечивает плавное включение лампы с помощью интегрирующего конденсатора в цепи его управлени . Указанный конденсатор после выключени  выключател  быстро разр жаетс  через од- нопереходный транзистор, обеспечива  восстановление исходного состо ни  устройства . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам дл  включени  и управлени   ркостью ламп накаливани , и может быть использовано в качестве квартирных выключателей и одновременно регул торов  ркости включаемых ламп.

Цель изобретени  - повышение срока службы включаемых ламп за счет уменьшени  времени восстановлени  работоспособности устройства после его выключени .

На чертеже представлена принципиальна  схема осветительного устройства.

Осветительное устройство содержит полупроводниковый ключ переменного тока 1, состо щий из тиристора 2 и диодного моста 3. Выход тиристора 2 включен к диагональ моста 3, друга  диагональ которого подключена через осветительную нагрузку 4 и выключатель 5 к сети переменного тока. Параллельно выходу тиристора 2 подключена цепь из последовательно соединенных токоограничивающих резисторов 6, 7 и стабилитрона 8. Параллельно стабилитрону 8 подключены пороговый элемент 9 и фазосд- вигающа  цепь 10, состо ща  из последовательно соединенных резистора 11 и конденсатора 12. Пороговый элемент 9 выполнен на однопереходном транзисторе 13, управл ющий вход (эмиттер) которого подключен к точке соединени  резистора 11 и конденсатора 12 фазосдвигающей цепи 10. Выход (база 1) транзистора 13 подключен к управл ющему электроду тиристора 2 и нагрузочному резистору 14, другой конец которого подключен к катоду тиристора 2. Другой управл ющий вход (база 2) транзистора 13 через резистор 15 подключен к катоду стабилитрона 8. Параллельно фазосдвигающей цепи 10 подключена цепь задержки 16, состо ща  из последовательно соединенных зар дного резистора 17, диода 18 и интегрирующего конденсатора 19. База бипол рного транзистора 20 подключена к аноду выпр мительного диода 18 и зар дному резистору 17. Коллектор транзистора 20 через (коллекторный) резистор 21 подключен к катоду стабилитрона 8. а эмиттер транзистора 20 соединен с анодом разделительного диода 22, катод которого подключен к эмиттеру однопереходного

w

Ё

00

ю о

Ј

ON

транзистора 13. Устройство дл  включени  ламп накаливани  содержит также дополнительный пороговый элемент 23, выполненный на однопереходном транзисторе 24, дополнительный выпр митель 25 на диоде 26, дополнительный интегратор 27, два разр дных резистора 28 и 29. Дополнительный интегратор 27 состоит из последовательно соединенных дополнительного зар дного резистора 30 и дополнительного интегрирующего конденсатора 31, шунтированного разр дным резистором 28. Точка соединени  первого 6 и второго 7 токоогра- ничивающих резисторов соединена с анодом выпр мительного диода 26, катод которого соединен с одним из выводов зар дного резистора 30. Другой вывод резистора 30 соединен с базой 2 однопереходного транзистора 24 и одним из выводов конденсатора 31. Эмиттер одно- переходного транзистора 24 подключен к катоду диода 18 и одному из выводов конденсатора 19. Другие выводы интегрирующих конденсаторов 19 и 31 подключены к аноду стабилитрона 8. База 1 транзистора 24 подключена через разр дный резистор 29 к аноду стабилитрона и катоду тиристора 2. Посто нна  времени зар да резистора 17 и конденсатора 19 интегратора 16 установлена равной нескольким секундам (2-10) с и определ ет врем , в течение которого лампа накаливани  4 выходит на режим номинальной мощности. Посто нна  времени зар да конденсатора 31 и резистора 30 дополнительного интегратора 27 установлена в пределах нескольких миллисекунд (1-100) мс.

Устройство работает следующим образом .

При замыкании контактов выключател  5 напр жение сети переменного тока поступает через осветительную нагрузку 4 на выпр мительный мост 3. Положительные импульсы выпр мленного сетевого напр жени  подаютс  на переход анод-катод тиристора 2 и через токоограничивающие резисторы 6.7 на стабилитрон 8, на котором ограничиваютс  по амплитуде до напр жени  его стабилизации. Эти импульсы напр жени  поступают на пороговый элемент 9, фазосдвигающую цепь 10, цепь задержки 16, бипол рный транзистор 20 и через дополнительный выпр митель 25 на дополнительный интегратор 27. Посто нна  времени зар да конденсатора 12 установлена равной (8-9) мс и более чем на пор док меньше посто нной времени конденсатора 19, котора  равна (2-10) с, поэтому в схеме происход т следующие процессы. Конденсатор 12 зар жаетс  до напр жени  открывани  однопереходного транзистора 13, последний открываетс , и конденсатор 12 быстро разр жаетс  через переход эмиттер-база 1 транзистора 13 и резистор

14. В результате в цепь управлени  тиристора 2 поступает управл ющий импульс напр жени , который открывает тиристор 2, благодар  чему выход диодного моста 3 замыкаетс  и через его диоды обеспечиваетс 

электропитание осветительной нагрузки 4. Как уже упоминалось, одновременно происходит зар д конденсатора 19 цепи задержки 16, имеющей посто нную времени (2-10) с. Поэтому в начальный момент падение на5 пр жени  на зар жающемс  конденсаторе 19 равно нулю, потенциал базы и напр жение на выходе транзистора 20, включенного по схеме повторител  напр жени , равно нулю, что приводит к запиранию раздели0 тельного диода 22 и отключению цепи задержки 16 от фазосдвигающей цепи 10. Так как посто нна  времени фазосдвигающей цепи 10 установлена равной (8-9) мс, что соответствует углу открывани  тиристора 2

5 равному (150-170)°, то величина среднего тока, протекающего через ламповую нагрузку 4. невелика и нить накаливани  чуть светитс , постепенно прогрева сь этим током. По мере зар да конденсатора 19 цепи

0 задержки 16 падение напр жени  на нем плавно увеличиваетс , что приводит к увеличению потенциала базы транзистора 20 и его постепенному открыванию. При этом плавно уменьшаетс  суммарна  величина

5 сопротивлени  резистора 21 и сопротивлени  коллекторно-змиттерного перехода транзистора 20, подключенного через диод 22 параллельно резистору 11 фазосдвигающей цепи 10. Постепенное уменьшение об0 щего сопротивлени  фазосдвигающей цепи 10 приводит к постепенному уменьшению ее посто нной времени и плавному уменьшению угла открывани  однопереходного транзистора 13 и тиристора 2. Что, в свою

5 очередь, приводит к плавному увеличению величины среднего тока, протекающего через осветительную нагрузку 4, и увеличению ее  ркости свечени  до номинального значени .

0 в период плавного запуска устройства потенциал первого управл ющего входа (база 2 однопереходного транзистора 24) порогового элемента 23 превышает потенциал его второго управл ющего входа (эмит5 тер транзистора 24), Поэтому пороговый элемент 23 заперт и не вли ет на запуск и работу устройства в установившемс  режиме . Превышение потенциала первого управл ющего электрода над потенциалом второго управл ющего электрода порогового элемента 23 в момент запуска устройства и в установившемс  режиме достигаетс , во-первых, подключением входа дополнительного выпр мител  25 к общей точке соединени  основного 6 и дополнительного 7 токоограничивающих резисторов; во-вторых , за счет установлени  посто нной времени зар да дополнительного интегратора 27 в пределах нескольких миллисекунд, что на три пор дка меньше посто нной времени основного интегратора в цепи задержки 16, равной нескольким секундам, и, в-третьих , за счет соответствующего установлени  величин сопротивлений резистора 30 дополнительного интегратора 27 и разр дного резистора 28. Величины сопротивлений резисторов 6, 7,28,30 установлены соответственно равными 30 кОм, 510 Ом, 1 МОм и 5,1 кОм, а величина емкости конденсатора 31- 0,05 мкФ.

После выключени  устройства происходит разр д конденсатора 31 через разр дный резистор 28. Посто нна  времени разр да конденсатора 31 через резистор 28 установлена равной (1-100} мс. Поэтому че- рез(1-100)мс после выключени  устройства потенциал базы 2 однопереходного транзистора 24 становитс  меньше потенциала его эмиттера, однопереходной транзистор 24 открываетс  и зар женный конденсатор 19 цепи задержки 16 разр жаетс  через переход эмиттер-база 1 транзистора 24 и второй разр дный резистор 29. Величина сопротивлени  этого резистора установлена рав- ной 1 кОм, а величина емкости конденсатора 19 равна 100 мкФ. Поэтому посто нна  времени разр да; равна  произведению емкости конденсатора 19 на величину сопротивлени  резистора 29, имеет значение пор дка дес тых долей секунды (0,1 с). Именно это врем  и определ ет врем  восстановлени  работоспособности устройства после его выключени .

Таким образом, после выключени  устройства повторное его включение через дес тые доли секунды обеспечивает плавное включение лампы накаливани  (как и при первом включении), что позвол ет полностью исключить скачкообразное включение осветительной лампы на номинальную  р- кость и тем самым увеличить ее ресурс работы .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Осветительное устройство, содержащее тиристорный ключ переменного тока, выход которого подключен через последовательно подключенные лампу накаливани 

   и выключатель к выводам дл  подключени  сети переменного тока, пороговый элемент, выход которого соединен с управл ющим электродом тиристорного ключа, фазосдвигающую цепь, состо щую из последовательно соединенных фазосдвигающего конденсатора и резистора, выход которой подключен к управл ющему входу порогового элемента, параллельно выходу тиристорногоключаподключены

   последовательно соединенные токоограни- чивающий резистор и стабилитрон, параллельно которому подключены фазосдвига- .юща  цепь и цепь задержки, состо ща  из

   последовательно соединенных зар дного резистора, выпр мител  и интегрирующего конденсатора, параллельно которому подключены последовательно соединенные управл емый ключ и разр дный резистор.

   бипол рный п-р-п-транзистор, база которого соединена с объединенными выводами зар дного резистора и выпр мител  цепи задержки, коллектор - через коллекторный резистор с катодом стабилитрона, а эмиттер

   - через разделительный диод с точкой соединени  фазосдвигающего конденсатора и резистора фазосдвигающей цепи, отличающеес  тем, что, с целью повышени  срока службы включаемых ламп накаливани  за счет уменьшени  времени восстановлени  работоспособности устройства после его выключени , управл емый ключ выполнен в виде однопереходного транзистора, и введены дополнительный выпр митель, интегратор , состо щий из последовательно соединенных дополнительного зар дного резистора и дополнительного интегрирующего конденсатора, дополнительный разр дный резистор и дополнительный

   токоограничивающий резистор, включенный между катодом стабилитрона и основным токоограничивающим резистором, точка соединени  основного и дополнительного токоограничивающих резисторов подклюнена к входу дополнительного выпр мител , выход которого подключен к входу интегратора, точка соединени  дополнительных зар дного резистора и интегрирующего конденсатора которого соединена

   с второй базой однопереходного транзистора , перва  база которого соединена с основным разр дным резистором, а эмиттер - с интегрирующим конденсатором цепи задержки , дополнительный разр дный резистор подключен параллельно дополнительному интегрирующему конденсатору .

   J

   LVJ