RU2118071C1

RU2118071C1 - Device for illumination

Info

Publication number: RU2118071C1
Application number: RU94025896A
Authority: RU
Inventors: М.Ю. Балабин; В.Б. Вшивков; В.Н. Фарченков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью АБЭП
Priority date: 1994-07-12
Filing date: 1994-07-12
Publication date: 1998-08-20
Also published as: RU94025896A

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: device has gas-discharge lamp, transistor inverter, feedback transformer, starter. Input of transistor inverter is connected to terminals for connection of direct current power supply. First output terminal is connected to serial circuit of ballast choke and first electrode of first cathode. Second output terminal is connected to first electrode of second cathode. First terminals of secondary windings of feedback transformer are connected to bases and second terminals to emitters of corresponding transistors of inverter. Second electrode of first cathode is connected to serial circuit of primary winding of feedback transformer, capacitor and first electrode of second cathode of lamp. Started is inserted between connection point of primary winding of transformer and capacitor and second electrode of second cathode of lamp. EFFECT: simplified design, increased service life of lamp, increased stability of lamp excitation, increased stability of lamp current. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение при создании пускорегулирующих аппаратов (ПРА) газоразрядных ламп. The invention relates to electrical engineering and can find application in the creation of ballasts (ballasts) of gas discharge lamps.

Известно устройство, описанное в а.с. N 1473092, H 05 B 41/24, 1986 г., содержащее газоразрядную лампу, транзисторный инвертор, вход которого соединен с выводами для подключения источника постоянного тока, а первый выходной вывод соединен с последовательно включенным дросселем, первым накальным электродом лампы, конденсатором и вторым накальным электродом лампы. Устройство содержит трансформатор тока, первые выводы обмоток которого соединены с базами, а вторые - с эмиттерами соответствующих транзисторов инвертора, реле времени, вход которого соединен с выводами для подключения источника постоянного тока, два последовательно соединенных резистора, параллельно одному из которых подключен выходной ключ времени. Кроме того, устройство содержит второй трансформатор тока, первичная обмотка которого подключена между вторым выходным выводом транзисторного инвертора и свободным выводом второго накального электрода лампы, а вторичная обмотка, резисторы и первичная обмотка первого трансформатора тока соединены последовательно. A device is described in A.S. N 1473092, H 05 B 41/24, 1986, containing a discharge lamp, a transistor inverter, the input of which is connected to the terminals for connecting a DC source, and the first output terminal is connected to a series choke, the first filament lamp electrode, a capacitor and a second incandescent electrode of the lamp. The device contains a current transformer, the first leads of the windings of which are connected to the bases, and the second to the emitters of the corresponding transistors of the inverter, a time relay, the input of which is connected to the terminals for connecting a DC source, two series-connected resistors, one of which is connected to the output time switch. In addition, the device contains a second current transformer, the primary winding of which is connected between the second output terminal of the transistor inverter and the free terminal of the second filament electrode of the lamp, and the secondary winding, resistors and the primary winding of the first current transformer are connected in series.

Такая конструкция достаточно сложная. Кроме того, включение первичной обмотки второго трансформатора обратной связи в цепь тока лампы приводит к положительной обратной связи по току через лампу и нестабильности тока при воздействии внешних факторов (напряжение питания, температура). This design is quite complicated. In addition, the inclusion of the primary winding of the second feedback transformer in the lamp current circuit leads to positive current feedback through the lamp and current instability when exposed to external factors (supply voltage, temperature).

Известно устройство, описанное в заявке ФРГ N 3142613, 1981, H 05 B 41/24, которое по совокупности существенных признаков принято за прототип и состоящее из полумостового транзисторного инвертора, вход которого соединен с выводами для подключения источника постоянного напряжения, а первый выходной вывод соединен с последовательно включенным балластным дросселем и первым электродом первого катода газоразрядной лампы и второй выход транзисторного инвертора соединен с первым электродом второго катода лампы. Параллельно первым электродам первого и второго катодов лампы подсоединен параллельный колебательный контур, состоящий из параллельно соединенных конденсатора и первой индуктивности. В цепь конденсатора или индуктивности включена первичная обмотка трансформатора обратной связи, первые выводы вторичных обмоток которого соединены с затворами транзисторов инвертора, и вторые - с истоками. К вторым электродам первого и второго катодов лампы подключена цепь, состоящая из последовательно соединенных биметаллического стартера и второй индуктивности. A device is known, described in the application of Germany N 3142613, 1981, H 05 B 41/24, which, by the set of essential features, is taken as a prototype and consisting of a half-bridge transistor inverter, the input of which is connected to the terminals for connecting a DC voltage source, and the first output terminal is connected with the ballast choke connected in series and the first electrode of the first cathode of the discharge lamp and the second output of the transistor inverter connected to the first electrode of the second cathode of the lamp. Parallel to the first electrodes of the first and second cathodes of the lamp is connected to a parallel oscillatory circuit, consisting of a parallel connected capacitor and a first inductance. The primary winding of the feedback transformer is included in the capacitor or inductance circuit, the first terminals of the secondary windings of which are connected to the gates of the inverter transistors, and the second to the sources. A circuit consisting of a series-connected bimetallic starter and a second inductance is connected to the second electrodes of the first and second cathodes of the lamp.

Недостатками схемы данного устройства являются:
1. Наличие двух дополнительных индуктивностей (19 и 26), что усложняет схему устройства.The disadvantages of this device are:
1. The presence of two additional inductances (19 and 26), which complicates the circuit of the device.

2. Схема данного устройства не позволяет производить подогрев катодов ламп с низким напряжением на ней, так как, чтобы обеспечить ток подогрева катодов больше рабочего тока лампы (согласно МЭК), необходимо иметь напряжение на лампе больше, чем в рабочем режиме на ней. Наличие этого напряжения между катодами лампы в момент прогрева катодов существенно сокращает срок службы катодов по причине их распыления. 2. The circuit of this device does not allow heating the cathodes of lamps with a low voltage on it, since in order to ensure the heating current of the cathodes is greater than the operating current of the lamp (according to IEC), it is necessary to have a voltage on the lamp more than in the operating mode on it. The presence of this voltage between the cathodes of the lamp at the time of heating of the cathodes significantly reduces the life of the cathodes due to their atomization.

3. Данная реализация не позволяет развить большое напряжение между катодами лампы, т.к. это устройство работает на параллельном резонансе контура, включенного параллельно лампе, что может привести к незажиганию лампы. Это может проявиться либо при низком напряжении сети, либо при низкой температуре, т. к. известно, что с уменьшением температуры пробивное напряжение лампы возрастает. 3. This implementation does not allow to develop a large voltage between the cathodes of the lamp, because This device operates on a parallel resonance circuit connected in parallel with the lamp, which may cause the lamp to not ignite. This can occur either at a low voltage or at a low temperature, because it is known that with decreasing temperature the breakdown voltage of the lamp increases.

В осветительном устройстве, содержащем газоразрядную лампу, транзисторный инвертор, трансформатор обратной связи, стартер, вход транзисторного инвертора которого соединен с источником постоянного тока, первый выходной вывод соединен с последовательно включенными балластным дросселем и первым электродом первого катода, второй выходной вывод - с первым электродом второго катода, первые выводы вторичных обмоток трансформатора обратной связи соединены с базами, а вторые - с эмиттерами соответствующих транзисторов инвертора, соединение второго электрода первого катода с последовательно соединенными первичной обмоткой трансформатора обратной связи, конденсатором и первым электродом второго катода лампы и включение стартера между точкой соединения первичной обмотки трансформатора и конденсатора и вторым электродом второго катода лампы позволяет упростить конструкцию устройства, повысить устойчивость зажигания лампы при низких температурах и низком питающем напряжении, повысить срок службы лампы, повысить стабильность тока через лампу. In a lighting device containing a discharge lamp, a transistor inverter, a feedback transformer, a starter, the transistor inverter input of which is connected to a direct current source, the first output terminal is connected to the ballast choke and the first electrode of the first cathode in series, the second output terminal to the first electrode of the second cathode, the first conclusions of the secondary windings of the feedback transformer are connected to the bases, and the second to the emitters of the corresponding inverter transistors, the connection the first electrode of the first cathode with the primary winding of the feedback transformer, a capacitor and the first electrode of the second cathode of the lamp connected in series and switching on the starter between the connection point of the primary winding of the transformer and capacitor and the second electrode of the second cathode of the lamp simplifies the design of the device, increases the stability of lamp ignition at low temperatures and low supply voltage, increase lamp life, increase the stability of current through the lamp.

Отсутствие дополнительных активных и реактивных элементов в цепи стартера кроме первичной обмотки трансформатора обратной связи не приводит к появлению высокого напряжения между катодами лампы в момент прогрева катодов, а ток прогрева катодов определяется только сопротивлением цепи: балластный дроссель - первый катод лампы - первичная обмотка трансформатора обратной связи - стартер - второй катод лампы, возникает последовательный резонанс, позволяющий развить высокое напряжение между катодами лампы (превышающее в 2-3 раза напряжение пробоя лампы), что позволяет добиться устойчивого пробоя лампы как при низкой температуре, так и при низком напряжении питания. В рабочем режиме резонансные явления практически отсутствуют, т.к. сопротивление горящей лампы намного меньше импеданса трансформатора обратной связи по цепи: первичная обмотка - конденсатор. The absence of additional active and reactive elements in the starter circuit besides the primary winding of the feedback transformer does not lead to the appearance of a high voltage between the lamp cathodes at the time of cathode heating, and the cathode heating current is determined only by the circuit resistance: ballast choke - first lamp cathode - primary winding of the feedback transformer - starter - the second cathode of the lamp, a series resonance occurs, allowing you to develop a high voltage between the cathodes of the lamp (exceeding voltage 2-3 times wallpaper is a lamp), which allows for stable breakdown lamp at a low temperature and low voltage. In the operating mode, resonance phenomena are practically absent, because the resistance of a burning lamp is much less than the impedance of a feedback transformer in a circuit: the primary winding is a capacitor.

Т.к. вольт-амперные характеристики газоразрядных ламп на рабочем участке имеют отрицательное дифференциальное сопротивление, то при увеличении тока через лампу (например, при увеличении питающего напряжения) ток через первичную обмотку и конденсатор уменьшится, что приведет к уменьшению базовых токов транзисторов инвертора, увеличению частоты генерации и уменьшению тока через лампу. Because Since the current-voltage characteristics of discharge lamps at the working section have a negative differential resistance, when the current through the lamp increases (for example, when the supply voltage increases), the current through the primary winding and capacitor decreases, which will lead to a decrease in the base currents of the inverter transistors, an increase in the generation frequency and a decrease current through the lamp.

На чертеже представлена схема заявляемого устройства. The drawing shows a diagram of the inventive device.

Устройство содержит газоразрядную лампу 1, транзисторный инвертор 2, трансформатор обратной связи 3, дроссель 4, конденсатор 5, электронный стартер 6. Вход транзисторного инвертора 2 соединен с выводами для подключения источника постоянного тока, первый выходной вывод инвертора 2 соединен с последовательно включенными балластным дросселем 4 и первым электродом первого катода лампы 1. Второй выходной вывод инвертора 2 соединен с первым электродом второго катода лампы. Второй электрод первого катода соединен с последовательно соединенными первичной обмоткой трансформатора обратной связи 3, конденсатором 5 и первым электродом второго катода лампы. Первые выводы вторичных обмоток трансформатора обратной связи 3 соединены с базами, а вторые - с эмиттерами соответствующих транзисторов инвертора 2. Электронный стартер 6 включен между точкой соединения первичной обмотки трансформатора обратной связи 3 и конденсатора 5 и вторым электродом второго катода лампы. The device comprises a discharge lamp 1, a transistor inverter 2, a feedback transformer 3, a choke 4, a capacitor 5, an electronic starter 6. The input of the transistor inverter 2 is connected to the terminals for connecting a direct current source, the first output terminal of the inverter 2 is connected to the series-connected ballast reactor 4 and the first electrode of the first cathode of the lamp 1. The second output terminal of the inverter 2 is connected to the first electrode of the second cathode of the lamp. The second electrode of the first cathode is connected to the primary winding of the feedback transformer 3, a capacitor 5 and the first electrode of the second cathode of the lamp connected in series. The first conclusions of the secondary windings of the feedback transformer 3 are connected to the bases, and the second to the emitters of the corresponding transistors of the inverter 2. An electronic starter 6 is connected between the connection point of the primary winding of the feedback transformer 3 and the capacitor 5 and the second electrode of the second cathode of the lamp.

Устройство работает следующим образом. После подачи напряжения питания и запуска инвертора 2 на время, пока стартер 6 закорочен, через катоды лампы 1 проходит ток подогрева катодов лампы. После размыкания стартера 6 напряжение на конденсаторе 5 в результате резонансных явлений в контуре дроссель 4 - конденсатор 5 повышается до напряжения пробоя лампы 1. Лампа зажигается и через нее течет ток, определяемый параметрами трансформатора 3, транзисторов инвертора 2 и индуктивностью дросселя 4. The device operates as follows. After applying the supply voltage and starting the inverter 2 for a while, while the starter 6 is shorted, the heating current of the lamp cathodes passes through the cathodes of the lamp 1. After the starter 6 opens, the voltage across the capacitor 5 as a result of resonance phenomena in the circuit inductor 4 - capacitor 5 rises to the breakdown voltage of lamp 1. The lamp ignites and current flows through it, determined by the parameters of transformer 3, transistors of inverter 2 and inductor inductance 4.

Claims

A lighting device containing a discharge lamp, a transistor inverter, a feedback transformer, a ballast inductor, a capacitor, a starter, an input of a transistor inverter is connected to the terminals for connecting a direct current source, the first output terminal is connected to the ballast reactor and the first electrode of the first cathode connected in series, the second output the output is with the first electrode of the second cathode, the first outputs of the secondary windings of the feedback transformer are connected to the bases, and the second to emitters, respectively of inverter transistors, characterized in that the second electrode of the first cathode is connected to the primary winding of the feedback transformer, a capacitor and the first electrode of the second cathode of the lamp in series, the starter being connected between the connection point of the primary winding of the transformer and the capacitor and the second electrode of the second cathode of the lamp.