RU2083061C1

RU2083061C1 - Device for luminescent lamps

Info

Publication number: RU2083061C1
Application number: RU93026721A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Субачев
Original assignee: Александр Сергеевич Субачев
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1993-05-11
Publication date: 1997-06-27

Abstract

FIELD: electrical engineering; lighting engineering. SUBSTANCE: invention is designed for starting and adjustment gears assembled on basis of circuit of voltage doubling. Device presents outer electrode-screen located on surface of envelope of lamp. Its action is based on increased irregularity of distribution of intensity of electric field along lamp which enhances reliability of its firing. Subject of invention is circuit of connection of screen increasing its efficiency. EFFECT: increased operational efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическому освещению, и предназначено для пускорегулирующих устройств, собранных по схеме удвоения напряжения на двух конденсаторах и двух диодах. The invention relates to electrical engineering, in particular to electric lighting, and is intended for ballasts, assembled according to the scheme of doubling the voltage on two capacitors and two diodes.

Достоинство предлагаемой схемы ее простота, отсутствие стартера, являющегося самым ненадежным элементом, отсутствие необходимости предварительного накаливания нитей лампы, что обеспечивает этой схеме неоспоримое преимущество-возможность применять лампы с перегоревшей нитью. The advantage of the proposed scheme is its simplicity, the absence of a starter, which is the most unreliable element, the absence of the need for preliminary glowing of the lamp threads, which provides an undeniable advantage to this scheme, the ability to use lamps with a burnt thread.

Цель изобретения повышение надежности зажигания лампы в указанной схеме. The purpose of the invention is to increase the reliability of ignition of the lamp in the specified circuit.

Известно устройство для зажигания люминесцентных ламп, содержащее проводник-экран, расположенный на поверхности лампы, и бесстартерное пускорегулирующее устройство, выполненное по схеме удвоения напряжения на двух конденсаторах и двух диодах. Конденсаторы подключены первыми выводами к первой клемме входа, вторыми соответственно к аноду первого и катоду второго диода, образуя, соответственно, отрицательный и положительный полюса выхода, а вторые выводы первого и второго диодов подключены ко второй клемме входа, причем экран связан через резистор с общей точкой диодов и второй клеммой входа (патент США N 4260932, кл. H 05 B 37/00, 1981, фиг. 15). A device for ignition of fluorescent lamps, containing a conductor screen located on the surface of the lamp, and a starter-free ballast, made according to the scheme of doubling the voltage on two capacitors and two diodes. The capacitors are connected by the first outputs to the first input terminal, the second respectively to the anode of the first and the cathode of the second diode, forming, respectively, the negative and positive output poles, and the second outputs of the first and second diodes are connected to the second input terminal, and the screen is connected through a resistor to a common point diodes and a second input terminal (US patent N 4260932, class. H 05 B 37/00, 1981, Fig. 15).

Автором развита эта схема и повышена надежность зажигания лампы. The author developed this scheme and increased the reliability of the lamp ignition.

Известно также устройство с внешним электродом (патент США N 3624445, кл. H 05 B 41/19 1971, фиг. 5). Здесь к электроду подключены конденсатор и резистор, т.е. то же, что и в предлагаемом изобретении, однако, эти элементы не дают эффект повышения напряжения на электроде, их назначение иное. Устройство работает в импульсном режиме, а повышенный потенциал на электрод подается от импульсного трансформатора. Такая схема поджига несовместима со схемой удвоения. A device with an external electrode is also known (US patent N 3624445, class H 05 B 41/19 1971, Fig. 5). Here, a capacitor and a resistor are connected to the electrode, i.e. the same as in the present invention, however, these elements do not give the effect of increasing the voltage on the electrode, their purpose is different. The device operates in a pulsed mode, and increased potential is supplied to the electrode from a pulse transformer. This ignition scheme is incompatible with the doubling scheme.

На фиг. 1 и 2 представлены виды экранов; на фиг. 3 схема подключения экрана; на фиг. 4 кривые потенциалов некоторых точек схемы, поясняющие принцип работы экранов. In FIG. 1 and 2 are views of screens; in FIG. 3 screen connection diagram; in FIG. 4 potential curves of some points of the circuit, explaining the principle of operation of the screens.

На фиг. 1 3 позициями показано: 1 лампа; 2 экран; 3 резистор; 4 и 5 конденсаторы; 6 и 7 диоды; 8 и 9 клеммы входа; 10 и 11 резисторы; 12 конденсатор. In FIG. 1 to 3 positions show: 1 lamp; 2 screen; 3 resistor; 4 and 5 capacitors; 6 and 7 diodes; 8 and 9 input terminals; 10 and 11 resistors; 12 capacitor.

На фиг. 4 представлено: 1 потенциал клеммы 9; 2 потенциал клемм 8; 3 потенциал общей точки конденсатора 4 и диода 6; 4 потенциал общей точки конденсатора 5 и диода 7; 5 потенциал общей точки резистора 11 и конденсатора 12. In FIG. 4 presents: 1 potential of terminal 9; 2 potential of terminals 8; 3 potential common point capacitor 4 and diode 6; 4 potential common point of the capacitor 5 and diode 7; 5 potential common points of resistor 11 and capacitor 12.

На поверхности лампы 1 располагается экран 2, представляющий собой по первому варианту (фиг. 1) полоску фольги прижатой любым способом или приклеенной к колбе лампы, либо это электропроводящее покрытие на ее поверхности. Экран располагается с тыльной, т.е. невидимой, стороны колбы. По окружности экран охватывает колбу на 60 90, а по длине составляет 0,9 0,95 ее длины. On the surface of the lamp 1 is a screen 2, which, according to the first embodiment (Fig. 1), is a strip of foil pressed in any way or glued to the lamp bulb, or it is an electrically conductive coating on its surface. The screen is located on the back, i.e. the invisible side of the bulb. The circumference of the screen covers the flask at 60 90, and the length is 0.9 0.95 of its length.

По второму варианту (фиг. 2) экран выполнен тонкой проволокой (0,2 0,3) навитой на колбу. According to the second option (Fig. 2), the screen is made of thin wire (0.2 0.3) wound around the flask.

На фиг. 3 в качестве пускорегулирующего устройства представлена схема удвоения напряжения, к отрицательному полюсу выхода которой через резистор 3 подключена первая нить накала лампы уцелевшая, а к положительному вторая нить или ее обрывки. Сама схема удвоения образована конденсаторами 4, 5 и диодами 6, 7, причем первый вывод каждого конденсатора подключен к первой клемме 8 входа, катод диода 6 и анод диода 7 подключены ко второй клемме 9 входа, второй вывод конденсатора 4 подключен к аноду диода 6, образуя отрицательный полюс выхода схемы удвоения, в второй вывод конденсатора 5 подключен к катоду диода 7, образуя положительный полюс выхода. Между клеммой 9 и общей точкой диодов включено зарядное сопротивление 10. Экран подключен к общей точке цепочки резистор 11-конденсатор 12, подключенной со стороны резистора к общей точке конденсатора 5 и диода 7, а со стороны конденсатора
к общей точке диодов или клемме 9.In FIG. 3, as a ballast, a voltage doubling circuit is presented, to the negative pole of the output of which, through the resistor 3, the first filament of the lamp that has survived is connected, and to the positive, the second filament or its scraps. The doubling circuit itself is formed by capacitors 4, 5 and diodes 6, 7, with the first output of each capacitor connected to the first input terminal 8, the cathode of the diode 6 and the anode of the diode 7 connected to the second input terminal 9, the second output of the capacitor 4 connected to the anode of the diode 6, forming the negative pole of the output of the doubling circuit, the second output of the capacitor 5 is connected to the cathode of the diode 7, forming a positive pole of the output. A charging resistance 10 is connected between the terminal 9 and the common point of the diodes 10. The screen is connected to the common point of the chain of the resistor 11-capacitor 12, connected from the side of the resistor to the common point of the capacitor 5 and diode 7, and from the capacitor side
to the common point of the diodes or terminal 9.

Экран работает следующим образом. The screen works as follows.

Под действием разности потенциалов между экраном и вводом лампы происходит разряд в газе, наполняющем колбу. Ток этого разряда замыкается по контуру: ввод лампы плазма в колбе емкость, образованная стенкой колбы (в качестве диэлектрика), экраном в качестве первой обкладки и слоем плазмы, прилегающим к внутренней поверхности колбы напротив экрана (в качестве второй обкладки). Если указанная разность потенциалов является постоянной величиной, то этот разряд приведет к заряду указанной емкости и контур окажется запертым, т. е. будет единичный кратковременный разряд. Как показывают эксперименты, такого единичного разряда недостаточно для того, чтобы ионизировать газ в достаточной степени для развития основного разряда между вводами лампы, поэтому разность потенциалов между экраном и вводами лампы должна быть переменной величиной или пульсирующей, тогда вышеуказанный контур не будет заперт и поджигающий разряд будет продолжаться до тех пор пока не перерастет в основной разряд между вводами лампы. На это уйдет несколько периодов. Under the action of the potential difference between the screen and the lamp inlet, a discharge occurs in the gas filling the flask. The current of this discharge is closed along the circuit: the plasma lamp is inserted into the bulb; the capacitance is formed by the wall of the bulb (as a dielectric), the screen as the first cover and the plasma layer adjacent to the inner surface of the bulb opposite the screen (as the second cover). If the indicated potential difference is a constant, then this discharge will lead to a charge of the indicated capacity and the circuit will be locked, that is, there will be a single short-term discharge. As experiments show, such a single discharge is not enough to ionize the gas sufficiently for the main discharge to develop between the lamp inputs, so the potential difference between the screen and the lamp inputs should be variable or pulsating, then the above circuit will not be locked and the ignition discharge will be continue until it develops into the main discharge between the lamp inputs. This will take several periods.

Из фиг. 4, где кривые 3 и 4 соответствуют негорящей лампе, а потенциал клеммы 9 принят за ноль, видно, что подключение экрана к одному из вводов лампы (как у А. Е. Краснопольского), не годится. Действительно, потенциал положительного полюса схемы удвоения пульсирует в пределах 0 - 2

U_c-действующего напряжения сети, а отрицательного в пределах 0 -2

U_c, причем разность потенциалов полюсов неизменна и составляет в любой момент 2

U_c. Разность потенциалов между клеммой 8 и любым вводом лампы тоже постоянна и в любой момент составляет

U_c, поэтому клемма 8 тоже не годится для подключения экрана. Разность потенциалов между общей точкой диодов или клеммой 9 и каждым из вводов лампы пульсирует в пределах 0 -2

. Эти точки самые подходящие для подключения экрана. Такое подключение использовано в патенте США N 4260932, H 05 B 37/00, 1981.From FIG. 4, where

curves

3 and 4 correspond to a non-burning lamp, and the potential of terminal 9 is taken to be zero, it can be seen that connecting the screen to one of the lamp inputs (as in A.E. Krasnopolsky) is not suitable. Indeed, the potential of the positive pole of the doubling scheme pulsates between 0 - 2

U _{c - the} active voltage of the network, and negative within 0 -2

U _c , and the potential difference of the poles is unchanged and is at any time 2

U _c . The potential difference between terminal 8 and any lamp input is also constant and at any time is

U _c , so terminal 8 is also not suitable for connecting the screen. The potential difference between the common point of the diodes or terminal 9 and each of the lamp inputs pulsates between 0 -2

. These points are most suitable for connecting the screen. Such a connection is used in US patent N 4260932, H 05 B 37/00, 1981.

Однако указанной разности потенциалов все же может оказаться недостаточно для ламп имеющих повышенный порог зажигания или для ламп с невысоким порогом, но при пониженном напряжении сети. However, the indicated potential difference may still not be enough for lamps with a high ignition threshold or for lamps with a low threshold, but with a reduced mains voltage.

Для усиления поджигающего эффекта автором введена цепочка RC 11-12, в которой активное сопротивление в 5 7 раз больше емкостного при частоте питающей сети. При этом переменная составляющая пульсирующего напряжения на цепочке практически вся ложится на сопротивлении 11, а постоянная на емкость 12. При этом разность потенциалов между средней точкой RC цепочки и отрицательным полюсом выхода схемы удвоения пульсирует в пределах

, т. е. цепочка 11-12 увеличивает разность потенциалов между экраном и катодом лампы еще в 1,5 раза, соответственно повышается надежность зажигания.To enhance the igniting effect, the author introduced the RC 11-12 chain, in which the active resistance is 5 7 times more capacitive at the frequency of the mains. In this case, the variable component of the pulsating voltage on the circuit practically all falls on the resistance 11, and the constant on the capacitance 12. In this case, the potential difference between the midpoint of the RC circuit and the negative output pole of the doubling circuit pulsates within

, i.e., chain 11-12 increases the potential difference between the screen and the cathode of the lamp by another 1.5 times, respectively, increases the reliability of ignition.

Устройство позволяет более эффективно использовать бесстартерную схему умножения, дающую возможность использовать перегоревшие лампы. The device allows more efficient use of the starter-free multiplication scheme, which makes it possible to use burnt out lamps.

Claims

A device for fluorescent lamps, containing a voltage doubling circuit consisting of two diodes and two capacitors, each of which is connected by the first output to the first input terminal, the second to the anode of the first diode and the cathode of the second diode, respectively, forming a negative and a positive output pole, and the second the output of each diode is connected to a second input terminal, a conductor-screen located on the surface of the lamp, as well as a resistor to which a conductor-screen is connected, and a third capacitor, characterized in that mentioned resistor and a third capacitor is formed RC-circuit connected by the resistor to the positive pole of the output, and from the capacitor to the second input terminal, the RC-circuit is connected to the conductor-screen common point of resistor and capacitor.