RU2101886C1 - Electronic device for feeding and starting gaseous-discharge lamps - Google Patents

Electronic device for feeding and starting gaseous-discharge lamps Download PDF

Info

Publication number
RU2101886C1
RU2101886C1 RU96123516A RU96123516A RU2101886C1 RU 2101886 C1 RU2101886 C1 RU 2101886C1 RU 96123516 A RU96123516 A RU 96123516A RU 96123516 A RU96123516 A RU 96123516A RU 2101886 C1 RU2101886 C1 RU 2101886C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
terminal
output
diode
capacitor
winding
Prior art date
Application number
RU96123516A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96123516A (en
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Инвестиционная группа "АРМКО"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Инвестиционная группа "АРМКО" filed Critical Закрытое акционерное общество "Инвестиционная группа "АРМКО"
Priority to RU96123516A priority Critical patent/RU2101886C1/en
Publication of RU96123516A publication Critical patent/RU96123516A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2101886C1 publication Critical patent/RU2101886C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: lighting lamps. SUBSTANCE: device has rectifier with ripple capacitor and storage capacitor connected through controlled switch to transformer first winding, and switch control circuits. Lamp is connected to part of transformer second winding. Switch is controlled in response to supply current and voltage, voltage across storage capacitor and switch. EFFECT: improved design. 2 wdg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания и зажигания осветительных газоразрядных ламп. The invention relates to electrical engineering and can be used to power and ignite lighting gas discharge lamps.

Известно электронное устройство для питания и зажигания газоразрядных ламп, содержащее входную высокочастотную LC-цепь, выпрямитель, к выходу которого подключен высокочастотный накопительный конденсатор и через управляемый ключ первичная обмотка трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с выходными клеммами, а обмотка обратной связи ко входу управляемого ключа [1]
Недостатки известного устройства:
большие масса и стоимость из-за наличия высокочастотных и относительно высоковольтных конденсаторов и дросселя:
наличие миганий (пауз тока) лампы с двойной частотой сети, обусловленных синусоидальной формой сетевого напряжения;
низкий коэффициент потребляемой мощности;
низкий КПД из-за наличия существенной реактивной мощности;
непригодность для натриевых и металлогалогенных ламп из-за отсутствия системы зажигания (любой внешний импульс поджига, который можно было бы подать на трансформатор, закорачивается по первичной обмотке).
Known electronic device for powering and igniting discharge lamps, containing an input high-frequency LC circuit, a rectifier, the output of which is connected to a high-frequency storage capacitor and through a controlled key the primary winding of the transformer, the secondary winding of which is connected to the output terminals, and the feedback winding to the input of the controlled key [one]
The disadvantages of the known device:
large mass and cost due to the presence of high-frequency and relatively high-voltage capacitors and inductor:
the presence of blinks (pauses in current) of the lamp with a double frequency of the network, due to the sinusoidal form of the mains voltage;
low power consumption ratio;
low efficiency due to the presence of substantial reactive power;
unsuitable for sodium and metal halide lamps due to the lack of an ignition system (any external ignition pulse that could be supplied to the transformer is shorted to the primary winding).

Наиболее близким аналогом к изобретению является электронное устройство для питания и зажигания газоразрядных ламп, содержащее выпрямитель, управляемый ключ, трансформатор с двумя обмотками, датчик тока, четыре диода, четыре конденсатора, три резистора, две выходных клеммы и схему управления, состоящую из формирователя импульсов с запускающим и выключающим входами, таймера, двух логических элементов ИЛИ, одного логического элемента И, двух пороговых элементов и делителя токового сигнала, при этом выпрямитель подключен входом к клеммам питания, а первым выходным выводом к первым выводам первых конденсатора и диода и через первый резистор к первому выводу второго диода, второй вывод первого конденсатора через датчик тока соединен с первым выводом второго конденсатора, один из силовых выводов управляемого ключа подключен к первому выводу первой обмотки трансформатора, а второй - связан с первым выводом второго конденсатора, первые выводы второго резистора и третьего диода соединены между собой, выход датчика тока через делитель токового сигнала соединен с входом первого порогового элемента, а выход формирователя импульсов подключен ко входу управляемого ключа, причем первый диод включен в проводящем, а третий в непроводящем направлениях по отношению к полярности выходного напряжения выпрямителя [2]
Недостатками прототипа являются:
низкий КПД из-за резистивного токоограничения;
большая масса из-за наличия теплоотводного радиатора для резистивного балласта;
законопостоянство тока лампы, приводящее к снижению ее срока службы из-за неравномерного износа электродов и к катофорезному снижению ее светового потока;
наличие миганий (пауз тока).
The closest analogue to the invention is an electronic device for powering and igniting discharge lamps, comprising a rectifier, a controlled key, a transformer with two windings, a current sensor, four diodes, four capacitors, three resistors, two output terminals and a control circuit consisting of a pulse shaper with start and stop inputs, timer, two logical elements OR, one logical element AND, two threshold elements and a divider of the current signal, while the rectifier is connected by an input to the terminals power supply, and the first output terminal to the first terminals of the first capacitor and diode and through the first resistor to the first terminal of the second diode, the second terminal of the first capacitor through the current sensor is connected to the first terminal of the second capacitor, one of the power terminals of the controlled key is connected to the first terminal of the first winding of the transformer and the second one is connected with the first terminal of the second capacitor, the first terminals of the second resistor and the third diode are interconnected, the output of the current sensor through the current divider is connected to the input of the first the threshold element, and the output of the pulse shaper is connected to an input of controllable switch, wherein the first diode is connected in the conducting and non-conducting in the third direction with respect to the output voltage of the rectifier polarity [2]
The disadvantages of the prototype are:
low efficiency due to resistive current limitation;
a large mass due to the presence of a heat sink radiator for resistive ballast;
the consistency of the lamp current, leading to a decrease in its service life due to uneven wear of the electrodes and to a cataphoresis decrease in its luminous flux;
presence of blinking (pauses in current).

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание пускорегулирующего аппарата (ПРА) для дуговых газоразрядных ламп со следующими характеристиками:
низкой стоимостью комплектующих элементов (соизмеримой со стоимостью стандартного ПРА на базе балластного дросселя, компенсирующего конденсатора и тиристорного импульсного зажигающего устройства);
минимальной массой (в несколько раз ниже стандартного ПРА) и минимальным использованием меди и электротехнической стали;
отсутствием миганий (пауз тока) с двойной частотой сети;
универсальностью по отношению к натриевым, металлогалогенным, ртутным лампам высокого давления и люминесцентным лампам.
The problem to which the invention is directed, is the creation of a ballast apparatus (PRA) for arc discharge lamps with the following characteristics:
low cost of component parts (commensurate with the cost of a standard ballast based on a ballast choke, a compensating capacitor and a thyristor pulse ignition device);
the minimum weight (several times lower than the standard ballasts) and the minimum use of copper and electrical steel;
lack of blinking (pauses in current) with double mains frequency;
versatility with respect to sodium, metal halide, high-pressure mercury lamps and fluorescent lamps.

При этом обязательным условием является питание ламп переменным током (для равномерности износа электродов, т. е. для сохранения срока службы ламп), высокий КПД (0,9 0,95) и высокий коэффициент мощности (0,85 0,95). In this case, a prerequisite is the supply of lamps with alternating current (for uniform wear of the electrodes, that is, to preserve the lamp life), high efficiency (0.9 0.95) and high power factor (0.85 0.95).

Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является:
повышение КПД за счет индуктивного токоограничения;
снижение массы за счет исключения теплоотводного радиатора;
питание лампы переменным током, позволяющее повысить срок ее службы за счет равномерности износа электродов и повышение ее светового потока за счет отсутствия катафорезного затемнения;
снижение пульсаций светового потока (исключение миганий) лампы даже при малой энергоемкости сглаживающего конденсатора.
The technical result that can be obtained by carrying out the invention is:
increased efficiency due to inductive current limitation;
weight reduction due to the exclusion of heat sink radiator;
lamp power with alternating current, which allows to increase its service life due to the uniformity of electrode wear and increase its luminous flux due to the absence of cataphoresis dimming;
reduction of pulsations of the light flux (exclusion of blinking) of the lamp even at low energy consumption of the smoothing capacitor.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что электронное устройство для питания и зажигания газоразрядных ламп, содержащее выпрямитель, управляемый ключ, трансформатор с двумя обмотками, датчик тока, четыре диода, четыре конденсатора, три резистора, две выходных клеммы и схему управления, состоящую из формирователя импульсов с запускающим и выключающим входами, таймера, двух логических элементов ИЛИ, одного логического элемента И, двух пороговых элементов и делителя токового сигнала, при этом выпрямитель подключен входом к клеммам питания, а первым выходным выводом к первым выводам первых конденсатора и диода и через первый резистор к первому выводу второго диода, второй вывод первого конденсатора через датчик тока соединен с первым выводом второго конденсатора, один из силовых выводов управляемого ключа подключен к первому выводу первой обмотки трансформатора, а второй - связан с первым выводом второго конденсатора, первые выводы второго резистора и третьего диода соединены между собой, выход датчика тока через делитель токового сигнала соединен со входом первого порогового элемента, а выход формирователя импульсов подключен ко входу управляемого ключа, причем первый диод включен в проводящем, а третий в непроводящем направлениях по отношению к полярности выходного напряжения выпрямителя, снабжено пятым диодом, трансформатор выполнен с зазором в сердечнике и с промежуточным отводом второй обмотки, соединенным с первой выходной клеммой, а в схему управления введены датчик напряжения на втором конденсаторе, датчик напряжения питания, датчик напряжения на управляемом ключе и третий и четвертый пороговые элементы, при этом второй вывод второго конденсатора соединен со вторым выводом второго диода и через четвертый диод со вторым выводом первой обмотки трансформатора, первый вывод второй обмотки которого через пятый диод подключен к первому выводу первой обмотки трансформатора и второму выводу третьего диода, а второй вывод той же обмотки ко второму выводу первого диода, цепь из последовательно включенных третьих резистора и конденсатора подключена параллельно первому или пятому диоду, второй вывод второго резистора соединен с первым выходным выводом выпрямителя, второй выходной вывод которого подключен ко второму выводу первого конденсатора, четвертый конденсатор подключен параллельно второму резистору, выходы трех введенных датчиков напряжения соединены со входами, соответственно, второго, третьего и четвертого пороговых элементов, выходы второго и третьего из которых подключены, соответственно, к первому и второму входам логического элемента И, выходом подключенного к одному из входов первого логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с запускающим входом формирователя импульсов, а другой вход того же элемента через таймер с выходом первого порогового элемента и одним из входов второго логического элемента ИЛИ, выходом подключенного к выключающему входу формирователя импульсов, а другим входом к выходу четвертого порогового элемента, вторая выходная клемма подключена к концу упомянутой цепи из последовательно включенных третьих резистора и конденсатора, не соединенному со второй обмоткой трансформатора, а второй, четвертый и пятый диоды включены в проводящем направлении по отношению к полярности выходного напряжения выпрямителя. The specified technical result is ensured by the fact that an electronic device for powering and igniting discharge lamps, comprising a rectifier, a controlled key, a transformer with two windings, a current sensor, four diodes, four capacitors, three resistors, two output terminals and a control circuit consisting of a pulse shaper with start and stop inputs, a timer, two OR gates, one AND gates, two threshold elements and a current signal divider, while the rectifier is connected to power supply lemmas, and the first output terminal to the first terminals of the first capacitor and diode and through the first resistor to the first terminal of the second diode, the second terminal of the first capacitor through the current sensor is connected to the first terminal of the second capacitor, one of the power terminals of the controlled key is connected to the first terminal of the first winding transformer, and the second is connected to the first output of the second capacitor, the first conclusions of the second resistor and the third diode are interconnected, the output of the current sensor through the current divider is connected to the input the first threshold element, and the output of the pulse shaper is connected to the input of the controlled key, the first diode connected in the conductive and the third in the non-conductive directions with respect to the polarity of the output voltage of the rectifier, equipped with a fifth diode, the transformer is made with a gap in the core and with an intermediate tap of the second winding connected to the first output terminal, and the voltage sensor on the second capacitor, the voltage sensor, the voltage sensor on the controlled key, and the third and even the fourth threshold elements, the second terminal of the second capacitor connected to the second terminal of the second diode and through the fourth diode to the second terminal of the first winding of the transformer, the first terminal of the second winding of which through the fifth diode is connected to the first terminal of the first winding of the transformer and the second terminal of the third diode, and the second the output of the same winding to the second output of the first diode, a chain of series-connected third resistor and capacitor connected in parallel with the first or fifth diode, the second output of the second resistor with it is single with the first output terminal of the rectifier, the second output terminal of which is connected to the second terminal of the first capacitor, the fourth capacitor is connected in parallel with the second resistor, the outputs of the three voltage sensors introduced are connected to the inputs of the second, third and fourth threshold elements, the outputs of the second and third of which connected, respectively, to the first and second inputs of the AND gate, an output connected to one of the inputs of the first OR gate, the output of which is connected to the triggering input of the pulse shaper, and another input of the same element through the timer with the output of the first threshold element and one of the inputs of the second logical element OR, the output connected to the switching input of the pulse shaper, and the other input to the output of the fourth threshold element, the second output terminal is connected to the end said circuit of third-series resistor and capacitor connected in series, not connected to the second winding of the transformer, and the second, fourth and fifth diodes are included in the conductive direction relative to the polarity of the output voltage of the rectifier.

На фиг. 1 изображена принципиально-структурная схема устройства; на фиг. 2 упрощенные диаграммы выпрямленного напряжения Ud(t), а также токов транзистора iVT(t) и нагрузки iH(t).In FIG. 1 shows a schematic structural diagram of a device; in FIG. 2 simplified diagrams of the rectified voltage U d (t), as well as the currents of the transistor i VT (t) and the load i H (t).

Устройство содержит выпрямитель 1, подключенный входом к клеммам питания, управляемый ключ 2, трансформатор 3 с двумя обмотками 4 и 5, датчик тока 6, пять диодов 7 11, четыре конденсатора 12 15, три резистора 16, 17, 18 и схему управления 19. Схема управления 19 состоит из четырех пороговых элементов 20 23, таймера 24, двух логических элементов ИЛИ 25 и 26, логического элемента И 27, делителя токового сигнала 28, датчика напряжения 29 на конденсаторе 13, датчика напряжения питания 30, датчика напряжения 31 на управляемом ключе 2 и формирователя импульсов 32. The device contains a rectifier 1, connected by an input to the power terminals, a controlled key 2, a transformer 3 with two windings 4 and 5, a current sensor 6, five diodes 7 11, four capacitors 12 15, three resistors 16, 17, 18 and a control circuit 19. The control circuit 19 consists of four threshold elements 20 23, a timer 24, two logical elements OR 25 and 26, a logical element And 27, a current divider 28, a voltage sensor 29 on the capacitor 13, a voltage sensor 30, a voltage sensor 31 on a controlled key 2 and pulse shaper 32.

Сердечник трансформатора 3 выполнен с зазором. Вторая обмотка 5 трансформатора 3 имеет промежуточный отвод 33, соединенный с первой выходной клеммой 34. The core of the transformer 3 is made with a gap. The second winding 5 of the transformer 3 has an intermediate tap 33 connected to the first output terminal 34.

Первый выходной вывод (+) выпрямителя 1 соединен с первым выводом конденсатора 12, анодом диода 7 и вторым выводом резистора 17, а через резистор 16 с анодом диода 8. Второй выходной вывод (-) выпрямителя 1 соединен со вторым выводом конденсатора 12, а через датчик тока 6 с первым выводом конденсатора 13 и силовым выводом 35 управляемого ключа 2, силовой вывод 36 которого подключен к катоду диода 11, к аноду диода 9 и к первому вывод) (концу) первой обмотки 4 трансформатора 3, вторым выводом (началом) соединенной со вторым выводом конденсатора 13 и катодом диода 8 через диод 10. Катод диода 9 соединен с первым выводом резистора 17, параллельно которому подключен конденсатор 15. The first output terminal (+) of the rectifier 1 is connected to the first terminal of the capacitor 12, the anode of the diode 7 and the second terminal of the resistor 17, and through the resistor 16 to the anode of the diode 8. The second output terminal (-) of the rectifier 1 is connected to the second terminal of the capacitor 12, and through current sensor 6 with the first output of the capacitor 13 and the power output 35 of the controlled key 2, the power output 36 of which is connected to the cathode of the diode 11, to the anode of the diode 9 and to the first output) (end) of the first winding 4 of the transformer 3, the second output (beginning) connected with the second output of the capacitor 13 and the cathode of the diode 8 through the diode 10. The cathode of the diode 9 is connected to the first output of the resistor 17, in parallel with which a capacitor 15 is connected.

Анод диода 11 соединен с первым выводом второй (концом) обмотки 5 трансформатора 3, второй вывод (начало) которой подключен к катоду диода 7. Цепь 37 из последовательно включенных резистора 18 и конденсатора 14 подключена параллельно диоду 7. Вторая клемма 38 подключена к концу упомянутой цепи 37, не соединенному со второй обмоткой 5 трансформатора 3. The anode of the diode 11 is connected to the first terminal of the second (end) winding 5 of the transformer 3, the second terminal (beginning) of which is connected to the cathode of the diode 7. A circuit 37 of the series-connected resistor 18 and the capacitor 14 is connected in parallel to the diode 7. The second terminal 38 is connected to the end of the aforementioned circuit 37, not connected to the second winding 5 of the transformer 3.

В этом случае лампа, соединенная с выходными клеммами 34 и 38, будет подключена к верхней части второй обмотки 5 трансформатора 3. In this case, the lamp connected to the output terminals 34 and 38 will be connected to the upper part of the second winding 5 of the transformer 3.

В другом варианте исполнения эта цепь 37 может быть подключена параллельно диоду 11. In another embodiment, this circuit 37 may be connected in parallel with the diode 11.

В этом варианте лампа будет подключена к нижней части второй обмотки 5 трансформатора 3. In this embodiment, the lamp will be connected to the bottom of the second winding 5 of the transformer 3.

В случае изменения полярности выходного напряжения выпрямителя 1 диоды 7 11 должны быть включены в обратном направлении с соблюдением следующих условий:
диоды 7, 8, 10 и 11 в проводящем, а диод 9 в непроводящем направлении по отношению к полярности выходного напряжения выпрямителя 1.
In the case of a change in the polarity of the output voltage of the rectifier 1, the diodes 7 11 must be turned on in the opposite direction, subject to the following conditions:
diodes 7, 8, 10 and 11 in the conductive, and diode 9 in the non-conductive direction with respect to the polarity of the output voltage of the rectifier 1.

Выход датчика тока 6 через делитель токового сигнала 28 соединен со входом порогового элемента 20, выход которого подключен к одному из входов логического элемента ИЛИ 26 и через таймер 24 к одному из входов логического элемента ИЛИ 25, другой вход которого соединен с выходом логического элемента И, входами подключенного к выходам пороговых элементов 21 и 22, соответственно. The output of the current sensor 6 through the current divider 28 is connected to the input of the threshold element 20, the output of which is connected to one of the inputs of the logic element OR 26 and through the timer 24 to one of the inputs of the logic element OR 25, the other input of which is connected to the output of the logic element AND, inputs connected to the outputs of the threshold elements 21 and 22, respectively.

Выходы датчиков напряжения 29, 30 и 31 соединены со входами пороговых элементов 21, 22 и 23, соответственно. Выход порогового элемента 23 подключен к другому входу логического элемента ИЛИ 26. Выходы логических элементов ИЛИ 25 и 26 соединены, соответственно, с запускающим и выключающим входами формирователя импульсов 32, выход которого подключен ко входу управляемого ключа 2. The outputs of the voltage sensors 29, 30 and 31 are connected to the inputs of the threshold elements 21, 22 and 23, respectively. The output of the threshold element 23 is connected to another input of the OR gate 26. The outputs of the OR gates 25 and 26 are connected, respectively, with the start and stop inputs of the pulse shaper 32, the output of which is connected to the input of the controlled key 2.

Диод 9, конденсатор 15 и резисторы 17 и 40 образуют цепь защиты 39. The diode 9, the capacitor 15 and the resistors 17 and 40 form a protection circuit 39.

Преобразователь работает следующим образом. The converter operates as follows.

При включении питания от сети переменного тока происходит зарядка конденсатора 12 и конденсатора 13. При достижении напряжения на последнем заданного уровня, фиксируемого датчиком напряжения 29, а также при заданном уровне питающего напряжения, фиксируемым с помощью датчика напряжения 30, подается сигнал на запускающий вход формирователя импульсов 32, с помощью которого включается управляемый ключ 2. Конденсатор 13 импульсно (в течение 0,5.2 мкс) разряжается на первую обмотку 4 трансформатора 3, вызывая на концах верхней части его второй обмотки 5 высоковольтную ЭДС индукции, подводимую к лампе через цепь 37 и достаточную для пробоя межэлектродного промежутка дуговой лампы и ее зажигания с помощью тока нарастающего по цепи: выпрямитель 1, лампа, нижняя часть второй обмотки 5, диод 11, ключ 2, датчик тока 6. На первом этапе, пока дуговая горелка лампы не нагрелась, напряжение на ней после зажигания становится относительно малым, что приводит к запиранию диода 7 в течение всего фронта нарастания тока. При достижении током заданной максимальной величины, определяемой пороговым элементом 20 по цепи включающего входа формирователя импульсов 32, получающего сигнал с выхода датчика тока 6, происходит кратковременное (на время 10.50 мкс), определяемое таймером 24, выключение управляемого ключа 2. После этого энергия, запасенная во второй обмотке 5 трансформатора 3, разряжается в цепь нагрузки и частично в цепь конденсатора 15 цепи защиты 39 по диоду 7 через верхнюю часть второй обмотки (согласно закону сохранения полного потокосцепления). Фрагмент указанных токов можно выделить в средней части диаграммы установившегося процесса на фиг. 2 (под точкой пучности Um синусоиды выпрямленного напряжения ud).When the AC power is turned on, the capacitor 12 and the capacitor 13 are charged. When the voltage at the last specified level is detected by the voltage sensor 29, as well as when the specified voltage level is detected by the voltage sensor 30, a signal is sent to the trigger input of the pulse shaper 32, by means of which the controlled switch 2 is turned on. The capacitor 13 is pulsed (within 0.5.2 μs) discharged to the first winding 4 of the transformer 3, causing at the ends of the upper part of its second winding 5 high-voltage induction EMF, supplied to the lamp through circuit 37 and sufficient for the breakdown of the interelectrode gap of the arc lamp and its ignition using a current increasing along the circuit: rectifier 1, lamp, lower part of the second winding 5, diode 11, key 2, current sensor 6. On the first stage, while the arc torch of the lamp is not heated, the voltage on it after ignition becomes relatively small, which leads to blocking of the diode 7 during the entire front of the current rise. When the current reaches the specified maximum value determined by the threshold element 20 along the switching input circuit of the pulse shaper 32, which receives the signal from the output of the current sensor 6, there is a short-term (at the time of 10.50 μs) determined by the timer 24, the controlled key 2 is turned off. After that, the energy stored in the second winding 5 of the transformer 3, discharged into the load circuit and partially into the capacitor circuit 15 of the protection circuit 39 by diode 7 through the upper part of the second winding (according to the law of conservation of full flux linkage). A fragment of these currents can be distinguished in the middle part of the steady-state process diagram in FIG. 2 (under the point of antinode U m the sine wave of the rectified voltage u d ).

По прошествии некоторого относительно короткого промежутка времени, определяемого параметрами таймера 24, в течение которого ток верхней части второй обмотки 5 трансформатора 3 спадет до некоторой величины, вновь включается управляемый ключ 2. Однако теперь и далее конденсатор 13, успевший зарядиться лишь до незначительной величины, практически не оказывает влияния на работу схемы. Так как ток в лампе не имел существенного перерыва, то она вновь имеет относительно низкое сопротивление (относительно малое падение напряжения). Далее вышеуказанные нарастания тока лампы с одной полярностью и его убывание с другой полярностью периодически повторяются вплоть до момента, когда выпрямленное напряжение ud спадет до величины

Figure 00000002
, где "Un" напряжение перезажигания лампы, "k" соотношение между числами витков верхней и нижней части второй обмотки 5 трансформатора 3. Затем после очередного включения управляемого ключа 2 ток в нем будет нарастать уже, минуя нагрузку, по цепи обеих частей второй обмотки 5 трансформатора 3, т.к. лампа перестает зажигаться при данной полярности напряжения, а диод 7 не получает запирающего напряжения. При очередном нарастании тока до величины, соответствующей уровню настройки порогового элемента 20 управляемый ключ 2 выключается, а энергия трансформатора 3 разряжается ранее указанным способом, вызывая зажигание лампы с помощью своей ЭДС самоиндукции.After a relatively short period of time, determined by the parameters of the timer 24, during which the current of the upper part of the second winding 5 of the transformer 3 drops to a certain value, the controlled key 2 is turned on again. However, now and further, the capacitor 13, which has only managed to charge to a small value, is practically does not affect the operation of the circuit. Since the current in the lamp did not have a significant interruption, it again has a relatively low resistance (relatively small voltage drop). Further, the above-mentioned increases in the lamp current with one polarity and its decrease with the other polarity are periodically repeated until the rectified voltage u d drops to the value
Figure 00000002
where "U n " is the re-ignition voltage of the lamp, "k" is the ratio between the number of turns of the upper and lower parts of the second winding 5 of the transformer 3. Then, after the next turn on of the controlled switch 2, the current in it will increase, bypassing the load, along the circuit of both parts of the second winding 5 transformers 3, because the lamp stops igniting at a given voltage polarity, and diode 7 does not receive a blocking voltage. With the next increase in current to a value corresponding to the level of adjustment of the threshold element 20, the controlled switch 2 is turned off, and the energy of the transformer 3 is discharged in the previously indicated manner, causing the lamp to ignite using its self-induction EMF.

В последующие полупериоды сетевого напряжения два указанных режима работы схемы (режимы переменного и пульсирующего тока нагрузки iH) будут чередоваться, как показано на фиг. 2. По мере разогрева лампы напряжение ее перезажигания "Un" будет повышаться (до 100.120 В), и области второго режима (с пульсирующим током нагрузки) будут расширяться. Соотношение "k" выбирается таким образом, чтобы среднее значение тока нагрузки за полупериод сетевого напряжения в установившемся рабочем режиме было приблизительно равно нулю (для исключения явления катафореза и неравномерности износа электродов). Пороговый уровень порогового элемента 20 и коэффициент усиления цепи отрицательной обратной связи выбираются такими, чтобы стабилизировать, по возможности, амплитуду тока управляемого ключа 2 транзистора с целью предотвращения его перегрузки по току. При этом уровень указанной амплитуды выбирается исходя из заданной средней мощности, потребляемой лампой.In the subsequent half-periods of the mains voltage, the two indicated operating modes of the circuit (alternating and pulsating load current modes i H ) will alternate, as shown in FIG. 2. As the lamp heats up, its re-ignition voltage "U n " will increase (up to 100.120 V), and the regions of the second mode (with a pulsating load current) will expand. The ratio "k" is chosen so that the average value of the load current during a half-cycle of the mains voltage in the steady-state operating mode is approximately equal to zero (to eliminate the phenomenon of cataphoresis and uneven wear of the electrodes). The threshold level of the threshold element 20 and the gain of the negative feedback circuit are selected so as to stabilize, if possible, the current amplitude of the controlled switch 2 of the transistor in order to prevent its current overload. In this case, the level of the indicated amplitude is selected based on the set average power consumed by the lamp.

По мере старения лампы увеличивается ее напряжение перезажигания "Un", определяя тенденцию нежелательного повышения потребляемой ею средней мощности при условии сохранения ее действующего тока. Однако указанное повышение "Un" компенсируется соответствующим автоматическим снижением действующего тока лампы за счет сужения средней (наиболее эффективной) временной зоны, показанной на диаграмме фиг. 2.As the lamp ages, its re-ignition voltage "U n " increases, determining the trend of an undesirable increase in the average power consumed by it, provided that its effective current is maintained. However, the indicated increase in "U n " is compensated by a corresponding automatic decrease in the effective current of the lamp due to the narrowing of the average (most effective) time zone shown in the diagram of FIG. 2.

При отсутствии, перегорании, сбоях в горении или незажигании лампы включение управляемого ключа 2 вызывает в трансформаторе 3 накопление существенной энергии, которая после выключения ключа 2 разряжается в конденсатор 15. In the absence, burnout, malfunction in burning or ignition of the lamp, the inclusion of the controlled key 2 causes the accumulation of significant energy in the transformer 3, which, after turning off the key 2, is discharged into the capacitor 15.

После нескольких циклов включения и выключения ключа 2 напряжение на указанном конденсаторе 15 перерастает максимальный уровень его колебаний, рассчитанный на нормальную работу и ограничиваемый разрядным резистором 17. В этом случае при очередном нарастании выпрямленного напряжения результирующее напряжение на зажимах разомкнутой силовой цепи управляемого ключа 2 достигнет предельно допустимой величины, при которой с помощью датчика напряжения 31 произойдет длительная (0,5.5 с) блокировка выхода формирователя до того момента, пока конденсатор 13 не зарядится через соответственно подобранный резистор 16 до заданной пороговой величины при условии, что напряжение сети
выше заданного значения. После этого запуск схемы будет периодически повторяться.
After several cycles of turning on and off the switch 2, the voltage at the indicated capacitor 15 grows to its maximum level of oscillation, calculated for normal operation and limited by the discharge resistor 17. In this case, with the next increase in the rectified voltage, the resulting voltage at the terminals of the open power circuit of the controlled switch 2 will reach the maximum permissible the value at which, using the voltage sensor 31, a long (0.5.5 s) blocking of the shaper output occurs until the the sator 13 will not be charged through a suitably selected resistor 16 to a predetermined threshold value, provided that the mains voltage
above the set value. After that, the start of the circuit will be periodically repeated.

Таким образом, в предлагаемом устройстве ток течет в цепи нагрузки попеременно в двух противоположных направлениях в зависимости от нарастания или убывания тока во второй обмотке трансформатора. Помимо этого, в предлагаемом устройстве обеспечивается: стабилизация средней потребляемой мощности в рабочем режиме при отклонениях напряжения горения (перезажигания) лампы при ее старении, стабилизация амплитуды потребляемого тока (и тока лампы) в течение каждого полупериода сетевого напряжения и при разогреве лампы: защита управляемого коммутатора (транзистора) от перенапряжений, связанных с наличием индуктивности рассеяния трансформатора и с возможным режимом холостого хода, а также отсутствие существенных низкочастотных пауз тока ("миганий лампы") даже при относительно малой энергоемкости сглаживающего конденсатора 12. Thus, in the proposed device, the current flows in the load circuit alternately in two opposite directions, depending on the increase or decrease in the current in the second winding of the transformer. In addition, the proposed device provides: stabilization of the average power consumption in operating mode with deviations of the burning voltage (re-ignition) of the lamp during its aging, stabilization of the amplitude of the consumed current (and lamp current) during each half-cycle of the mains voltage and when the lamp is heated: protection of the managed switch (transistor) from overvoltages associated with the presence of transformer dissipation inductance and with a possible idle mode, as well as the absence of significant low-frequency pauses a ( "lamp flashes"), even at relatively low power consumption of the smoothing capacitor 12.

Claims (1)

Электронное устройство для питания и зажигания газоразрядных ламп, содержащее выпрямитель, управляемый ключ, транформатор с двумя обмотками, датчик тока, четыре диода, четыре конденсатора, три резистора, две выходные клеммы и схему управления, состоящую из формирователя импульсов с запускающим и выключающим входами, таймера, двух логических элементов ИЛИ, одного логического элемента И, двух пороговых элементов и делителя токового сигнала, при этом выпрямитель подключен входом к клеммам питания, а первым выходным выводом к первым выводам первых конденсатора и диода и через первый резистор к первому выводу второго диода, второй вывод первого конденсатора через датчик тока соединен с первым выводом второго конденсатора, один из силовых выводов управляемого ключа подключен к первому выводу первой обмотки трансформатора, а второй связан с первым выводом второго конденсатора, первые выводы второго резистора и третьего диода соединены между собой, выход датчика тока через делитель токового сигнала соединен с входом первого порогового элемента, а выход формирователя импульсов подключен к входу управляемого ключа, причем первый диод включен в проводящем, а третий в непроводящем направлениях по отношению к полярности выходного напряжения выпрямителя, отличающееся тем, что оно снабжено пятым диодом, трансформатор выполнен с зазором в сердечнике и с промежуточным отводом второй обмотки, соединенным с первой выходной клеммой, а в схему управления введены датчик напряжения на втором конденсаторе, датчик напряжения питания, датчик напряжения на управляемом ключе и третий и четвертый пороговые элементы, при этом второй вывод второго конденсатора соединен с вторым выводом второго диода и через четвертый диод с вторым выводом первой обмотки трансформатора, первый вывод второй обмотки которого через пятый диод подключен к первому выводу первой обмотки того же трансформатора и второму выводу третьего диода, а второй вывод той же обмотки к второму выводу первого диода, цепь из последовательно включенных третьих резистора и конденсатора подключена параллельно первому или пятому диоду, второй вывод второго резистора соединен с первым выходным выводом выпрямителя, второй выходной вывод которого подключен к второму выводу первого конденсатора, четвертый конденсатор подключен параллельно второму резистору, выходы трех введенных датчиков напряжения соединены с входами соответственно второго, третьего и четвертого пороговых элементов, выходы второго и третьего из которых подключены соответственно к первому и второму входам логического элемента И, выходом подключенного к одному из входов первого логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с запускающим входом формирователя импульсов, а другой вход того же элемента через таймер с выходом первого порогового элемента и одним из входов второго логического элемента ИЛИ, выходом подключенного к выключающему входу формирователя импульсов, а другим входом к выходу четвертого порогового элемента, вторая выходная клемма подключена к концу цепи из последовательно включенных третьих резистора и конденсатора, не соединенному с второй обмоткой трансформатора, а второй, четвертый и пятый диоды включены в проводящем направлении по отношению к полярности выходного напряжения выпрямителя. An electronic device for powering and igniting discharge lamps, containing a rectifier, a controlled key, a transformer with two windings, a current sensor, four diodes, four capacitors, three resistors, two output terminals, and a control circuit consisting of a pulse shaper with start and stop inputs, a timer , two logical elements OR, one logical element AND, two threshold elements and a current signal divider, while the rectifier is connected by an input to the power terminals, and the first output terminal to the first conclusions the first capacitor and diode and through the first resistor to the first terminal of the second diode, the second terminal of the first capacitor through the current sensor is connected to the first terminal of the second capacitor, one of the power terminals of the controlled key is connected to the first terminal of the first transformer winding, and the second is connected to the first terminal of the second capacitor , the first conclusions of the second resistor and the third diode are interconnected, the output of the current sensor through the current divider is connected to the input of the first threshold element, and the output of the driver is a pulse s is connected to the input of the controlled key, the first diode connected in the conductive and the third in non-conductive directions with respect to the polarity of the output voltage of the rectifier, characterized in that it is equipped with a fifth diode, the transformer is made with a gap in the core and with an intermediate tap of the second winding connected with the first output terminal, and the voltage sensor on the second capacitor, the voltage sensor, the voltage sensor on the controlled key and the third and fourth threshold elements are introduced into the control circuit, while the second terminal of the second capacitor is connected to the second terminal of the second diode and through the fourth diode to the second terminal of the first winding of the transformer, the first terminal of the second winding of which through the fifth diode is connected to the first terminal of the first winding of the same transformer and the second terminal of the third diode, and the second terminal of the same winding to the second terminal of the first diode, a chain of series-connected third resistor and capacitor is connected in parallel with the first or fifth diode, the second terminal of the second resistor is connected to the first output terminal m rectifier, the second output terminal of which is connected to the second terminal of the first capacitor, the fourth capacitor is connected in parallel with the second resistor, the outputs of the three voltage sensors introduced are connected to the inputs of the second, third and fourth threshold elements, respectively, the outputs of the second and third of which are connected respectively to the first and second the inputs of the logical element AND, the output connected to one of the inputs of the first logical element OR, the output of which is connected to the trigger input of the shaper and pulses, and another input of the same element through a timer with the output of the first threshold element and one of the inputs of the second logical element OR, the output connected to the switching input of the pulse shaper, and the other input to the output of the fourth threshold element, the second output terminal is connected to the end of the circuit from series included third resistor and capacitor, not connected to the second winding of the transformer, and the second, fourth and fifth diodes are included in the conductive direction with respect to the polarity of the output voltage eniya rectifier.
RU96123516A 1996-12-14 1996-12-14 Electronic device for feeding and starting gaseous-discharge lamps RU2101886C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96123516A RU2101886C1 (en) 1996-12-14 1996-12-14 Electronic device for feeding and starting gaseous-discharge lamps

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96123516A RU2101886C1 (en) 1996-12-14 1996-12-14 Electronic device for feeding and starting gaseous-discharge lamps

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96123516A RU96123516A (en) 1997-12-10
RU2101886C1 true RU2101886C1 (en) 1998-01-10

Family

ID=20188086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96123516A RU2101886C1 (en) 1996-12-14 1996-12-14 Electronic device for feeding and starting gaseous-discharge lamps

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2101886C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2032058C (en) Circuit for dimming gas discharge lamps without introducing striations
US6927544B2 (en) Lighting control system with variable arc control including start-up circuit for providing a bias voltage supply
US5396155A (en) Self-dimming electronic ballast
US6784626B2 (en) Electronic ballast and lighting fixture
US6479949B1 (en) Power regulation circuit for high frequency electronic ballast for ceramic metal halide lamp
JPH03503222A (en) Fluorescent light dimming ballast using resonant sine wave power converter
EP0502512B1 (en) Starting and operating circuit for arc discharge lamp
US4853598A (en) Fluorescent lamp controlling
WO2004064457A1 (en) Circuit arrangment
US4167689A (en) Solid state lamp ballast
EP2283704B1 (en) Voltage fed programmed start ballast
RU2101886C1 (en) Electronic device for feeding and starting gaseous-discharge lamps
US4092564A (en) Discharge lamp operating circuit
US6181085B1 (en) Electronic ballast with output control feature
KR0169164B1 (en) Rapid start type fluorescent lamp starting circuit
US4048543A (en) Discharge lamp operating circuit
JP4353809B2 (en) Circuit layout
US7053564B2 (en) Ballast for a discharge lamp
GB1575832A (en) Operating circuit for a gaseous discharge lamp
RU2103845C1 (en) Gear to supply power and to initiate gaseous-discharge lamps
RU2264696C2 (en) Starting device for high-pressure gas-discharge lamps
KR100419180B1 (en) Ballast stabilizer capable of heat ignition in the conditions of preheating
SU743239A1 (en) Device for group driven ignition of gas discharge lamps with heated electrodes
JP4989688B2 (en) Discharge lamp lighting device and lighting apparatus equipped with the same
KR900006802B1 (en) Arrangements for discharge lamps