RU2144286C1 - Stabilized voltage converter for luminescent lamp - Google Patents
Stabilized voltage converter for luminescent lamp Download PDFInfo
- Publication number
- RU2144286C1 RU2144286C1 RU97116989A RU97116989A RU2144286C1 RU 2144286 C1 RU2144286 C1 RU 2144286C1 RU 97116989 A RU97116989 A RU 97116989A RU 97116989 A RU97116989 A RU 97116989A RU 2144286 C1 RU2144286 C1 RU 2144286C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- terminal
- winding
- transformer
- transistor
- collector
- Prior art date
Links
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
Предполагаемое изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в осветительных установках различного назначения при питании от нестабильного источника напряжения. The alleged invention relates to electrical engineering and can be used in lighting installations for various purposes when powered by an unstable voltage source.
Известно осветительное устройство, содержащее силовой трансформатор, первый вывод первичной обмотки которого подключен к коллектору первого транзистора, шунтированного по входу первым диодом, второй выход первичной обмотки силового трансформатора подключен к коллектору второго транзистора, шунтированного по входу вторым диодом, эмиттеры первого и второго транзисторов объединены и подключены к первому выводу для подключения источника питания, к объединенным эмиттерам третьего и четвертого транзисторов, коллекторы которых подключены соответственно к базам первого и второго транзисторов и к цепи, состоящей из последовательно соединенных первого резистора и дополнительной первичной обмотки силового трансформатора, средняя точка первичной обмотки которого подключена к базе пятого транзистора и через второй резистор - ко второму выводу для подключения источника питания, к эмиттеру пятого транзистора, коллектор которого соответственно через третий и четвертый резисторы подключен к базам третьего и четвертого транзисторов, вторичная обмотка силового трансформатора через индуктивный балласт подключена к люминесцентной лампе /А.с. СССР N 1654990, H 05 B 41/26, 30.12.88 г./. A lighting device is known comprising a power transformer, the first output of the primary winding of which is connected to the collector of the first transistor shunted by the input of the first diode, the second output of the primary winding of the power transformer is connected to the collector of the second transistor, shunted by the input of the second diode, the emitters of the first and second transistors are combined and connected to the first output for connecting the power source, to the combined emitters of the third and fourth transistors, the collectors of which are connected s respectively to the bases of the first and second transistors and to a circuit consisting of a series-connected first resistor and an additional primary winding of the power transformer, the middle point of the primary winding of which is connected to the base of the fifth transistor and through the second resistor to the second terminal for connecting the power source to the emitter the fifth transistor, the collector of which, respectively, through the third and fourth resistors is connected to the bases of the third and fourth transistors, the secondary winding of the power transformer and through an inductive ballast it is connected to a fluorescent lamp / A.s. USSR N 1654990, H 05 B 41/26, 12.30.88 g.
Недостатком устройства является нестабильность работы люминесцентной лампы при отклонениях входного напряжения. Кроме того, необходимо тщательно подбирать элементы схемы и регулировочные транзисторы по коэффициенту усиления, т.к. они работают по двухтактной схеме. The disadvantage of this device is the instability of the fluorescent lamp with deviations of the input voltage. In addition, it is necessary to carefully select the circuit elements and control transistors according to the gain, because they operate on a push-pull circuit.
Известен преобразователь напряжения с токовым управлением, содержащий силовой трансформатор, первый вывод первичной обмотки которого через первую коллекторную обмотку токового трансформатора подключен к коллектору первого транзистора, шунтированного первым диодом, база первого транзистора подключена к первому выводу первой базовой обмотки токового трансформатора, второй вывод которой подключен через первый резистор к первому выводу для подключения источника питания, ко второму выводу для подключения источника питания через второй диод и через первый конденсатор к первому выводу второй базовой обмотки токового трансформатора, второй вывод которой подключен к базе второго транзистора, шунтированного третьим диодом, эмиттеры первого и второго транзистора объединены и подключены ко второму выводу для подключения источника питания, коллектор второго транзистора через вторую коллекторную обмотку токового трансформатора подключен ко второму выводу первичной обмотки силового трансформатора, средняя точка которого подключена к первому выводу для подключения источника питания, ко вторичной обмотке силового трансформатора подключена нагрузка /см. "Электронная техника к автоматике", сб. ст. под ред. Ю.И. Конева, вып. 12, М., Радио и связь, 1981, с. 15, рис. 1/. Known voltage converter with current control, containing a power transformer, the first output of the primary winding of which is connected through the first collector winding of the current transformer to the collector of the first transistor, shunted by the first diode, the base of the first transistor is connected to the first output of the first base winding of the current transformer, the second output of which is connected through the first resistor to the first terminal for connecting the power source, to the second terminal for connecting the power source through the second th diode and through the first capacitor to the first terminal of the second base winding of the current transformer, the second terminal of which is connected to the base of the second transistor shunted by the third diode, the emitters of the first and second transistors are combined and connected to the second terminal to connect the power source, the collector of the second transistor through the second collector the current transformer winding is connected to the second terminal of the primary winding of the power transformer, the midpoint of which is connected to the first terminal to connect the source nick supply to the secondary winding of the power transformer connected to the load / cm. "Electronic Engineering for Automation", Sat Art. under the editorship of Yu.I. Koneva, vol. 12, M., Radio and Communications, 1981, p. 15, fig. 1/.
Недостатком преобразователя является нестабильность выходного напряжения, что затрудняет его использование в схемах питания люминесцентных ламп. The disadvantage of the converter is the instability of the output voltage, which makes it difficult to use in the power circuits of fluorescent lamps.
Результатом предполагаемого изобретения является повышение стабильности свечения люминесцентной лампы. The result of the proposed invention is to increase the stability of the glow of a fluorescent lamp.
Результат достигается тем, что в преобразователь напряжения, содержащий силовой трансформатор, первый вывод первичной обмотки которого через первую коллекторную обмотку токового трансформатора подключен к коллектору первого транзистора, шунтированного первым диодом, база первого транзистора подключена к первому выводу первой базовой обмотки токового трансформатора, второй вывод которой подключен через первый резистор к первому выводу для подключения источника питания, к катоду второго диода, через первый конденсатор - ко второму выводу для подключения источника питания, к первому выводу второй базовой обмотки токового трансформатора, второй вывод которой подключен к базе второго транзистора, шунтированного третьим диодом, эмиттеры первого и второго транзистора объединены и подключены ко второму выводу для подключения источника питания, коллектор второго транзистора через вторую коллекторную обмотку токового трансформатора подключен ко второму выводу первичной обмотки силового трансформатора, средняя точка которой подключена к первому выводу для подключения источника питания, а также вторичную обмотку силового трансформатора, введены дополнительная первичная обмотка силового трансформатора. LC-контур, подключенный параллельно вторичной обмотке силового трансформатора, второй и третий резисторы, второй конденсатор, двухполупериодный выпрямитель, в первую диагональ которого подключена дополнительная первичная обмотка силового трансформатора, во вторую диагональ подключены параллельно второй конденсатор и цепь, состоящая из последовательно соединенных второго и третьего резисторов, причем первый вывод второго резистора подключен ко второму выводу для подключения источника питания, второй вывод второго резистора подключен к аноду второго диода. The result is achieved in that in a voltage converter containing a power transformer, the first output of the primary winding of which is connected to the collector of the first transistor shunted by the first diode through the first collector winding of the current transformer, the base of the first transistor is connected to the first output of the first base winding of the current transformer, the second output of which connected through the first resistor to the first terminal for connecting the power source, to the cathode of the second diode, through the first capacitor to the second water to connect the power source to the first terminal of the second base winding of the current transformer, the second terminal of which is connected to the base of the second transistor shunted by the third diode, the emitters of the first and second transistors are combined and connected to the second terminal to connect the power source, the collector of the second transistor through the second collector the current transformer winding is connected to the second terminal of the primary winding of the power transformer, the midpoint of which is connected to the first terminal for connection the power source, as well as the secondary winding of the power transformer, introduced an additional primary winding of the power transformer. LC circuit connected in parallel to the secondary winding of the power transformer, second and third resistors, a second capacitor, a half-wave rectifier, the first diagonal of which is connected to an additional primary winding of the power transformer, the second diagonal is connected in parallel to the second capacitor and a circuit consisting of a second and third connected in series resistors, and the first terminal of the second resistor is connected to the second terminal for connecting the power source, the second terminal of the second resistor is connected n to the anode of the second diode.
Стабилизированный преобразователь напряжения для люминесцентной лампы представлен на фигуре. A stabilized voltage converter for a fluorescent lamp is shown in the figure.
Преобразователь содержит первый вывод 1 для подключения источника питания, подключенный к нему первым выводом первый резистор 2, второй вывод которого подключен к первому выводу первого конденсатора 3, второй вывод которого подключен ко второму выводу 4 для подключения источника питания, шунтированный прямо включенным первым диодом 5 первый транзистор 6, второй резистор 7, первый вывод которого подключен ко второму выводу 4, второй вывод его подключен через второй диод 8 ко второму выводу первого резистора 2, к объединенным выводам первой 10 и второй 12 базовых обмоток токового трансформатора 9, другие выводы которых подключены соответственно к базам первого 6 и второго 14, транзисторов, эмиттеры которых объединены и подключены ко второму выводу 4, коллектор первого 6 транзистора подключен через первую коллекторную обмотку 11 токового трансформатора 9 к первому выводу первичной обмотки 17 силового трансформатора 16, второй вывод которой через вторую коллекторную обмотку 13 токового трансформатора 9 подключен к коллектору второго транзистора 14, шунтированного прямо включенным третьим диодом 15, средняя точка 20 первичной обмотки 17'-17'' силового трансформатора 16 подключена к первому выводу 1, первый вывод третьего резистора 21 подключен ко второму выводу второго резистора 7, второй вывод резистора 21 и второй вывод 4 для подключения источника питания подключены соответственно в диагональ двухполупериодного выпрямителя 23, параллельно которой подключен второй конденсатор 22, в другую диагональ выпрямителя 23 подключена дополнительная первичная обмотка 18 силового трансформатора 16, вторичная обмотка 19 которого нагружена на L24-C25-контур. The converter contains a first terminal 1 for connecting a power source, a first resistor 2 connected to it by a first terminal, a second terminal of which is connected to a first terminal of a first capacitor 3, a second terminal of which is connected to a second terminal 4 for connecting a power source, shunted by a first directly connected first diode 5 transistor 6, a second resistor 7, the first terminal of which is connected to the second terminal 4, its second terminal is connected through the second diode 8 to the second terminal of the first resistor 2, to the combined terminals of the first 10 and the second 12 base windings of the current transformer 9, the other terminals of which are connected respectively to the bases of the first 6 and second 14, transistors whose emitters are combined and connected to the second terminal 4, the collector of the first 6 transistor is connected through the first collector winding 11 of the current transformer 9 to the first terminal of the primary windings 17 of the power transformer 16, the second terminal of which is connected through the second collector winding 13 of the current transformer 9 to the collector of the second transistor 14, shunted by a directly connected third diode 15, the midpoint 20 of the primary winding 17'-17 '' of the power transformer 16 is connected to the first terminal 1, the first terminal of the third resistor 21 is connected to the second terminal of the second resistor 7, the second terminal of the resistor 21 and the second terminal 4 for connecting the power source are connected accordingly, in the diagonal of the half-wave rectifier 23, in parallel with which the second capacitor 22 is connected, an additional primary winding 18 of the power transformer 16 is connected to the other diagonal of the rectifier 23, the secondary winding of which is loaded on L2 4-C25 circuit.
Преобразователь работает следующим образом. The converter operates as follows.
При подаче постоянного напряжения на входы 1,4 конденсатор 3 заражается по цепи: первый вывод 1, первый резистор 2, конденсатор 3, второй вывод 4. Одновременно начинает протекать базовый ток транзисторов 6 и 14 по соответствующим цепям: первый вывод 1, первый резистор 2, обмотка 10 токового трансформатора 9, переход база-эмиттер транзистора 6, второй вывод 4 и первый вывод 1, первый резистор 2, обмотка 12 токового трансформатора 9, переход база-эмиттер транзистора 14, второй вывод 4. При достижении напряжения на конденсатор 3 порядка 0,3-0,5 В приоткрывается один из транзисторов 6 или 14 (в зависимости от того, чей коэффициент усиления выше). Предположим, что приоткрылся транзистор 6. В результате начинает протекать ток по цепи:- первый вывод 1, первичная обмотка 17' трансформатора 16, обмотка 11 трансформатора 9, переход коллектор-эмиттер транзистора 6, второй вывод 4. Полярность включения обмоток токового трансформатора 9 выбрана из условия, что протекание тока в коллекторной обмотке 11 трансформатора 9 приводит к протеканию тока в базовой цепи транзисторной 6, образованной обмоткой 10 трансформатора 9, диодом 8, резистором 7. В результате действия положительной обратной связи обмоток токового трансформатора 9 транзистор 6 окончательно открывается до момента насыщения. К первой половине обмотки 17' трансформатора 16 приложено входное напряжение. В результате действия ЭДС самоиндукции на всех обмотках трансформатора 16 появляются соответствующие напряжения. К базовой обмотке 10 токового трансформатора 9 приложена сумма напряжений
U10 = Uб-э6 + U7 + U8
где U10 - падение напряжения на обмотке 10 токового трансформатора 9,
Uб-э6 - напряжение на переходе база-эмиттер транзистора 6,
U7 - напряжение на резисторе 7,
U6 - напряжение на втором диоде 8.When a constant voltage is applied to the inputs 1.4, the capacitor 3 becomes infected through the circuit: the first terminal 1, the first resistor 2, the capacitor 3, the second terminal 4. Simultaneously, the base current of the transistors 6 and 14 starts flowing along the corresponding circuits: the first terminal 1, the first resistor 2 , winding 10 of the current transformer 9, the base-emitter junction of the transistor 6, the second terminal 4 and the first terminal 1, the first resistor 2, the winding 12 of the current transformer 9, the base-emitter junction of the transistor 14, the second terminal 4. When the voltage reaches the 3rd order capacitor 0.3-0.5 V opens up a Institute of transistors 6 or 14 (depending on whose gain is higher). Suppose transistor 6 is opened. As a result, current flows through the circuit: - first terminal 1, primary winding 17 'of transformer 16, transformer 9 winding 11, collector-emitter junction of transistor 6, second terminal 4. Selected polarity of winding of current transformer 9 is selected from the condition that the flow of current in the collector winding 11 of the transformer 9 leads to a current flow in the base circuit of the transistor 6 formed by the winding 10 of the transformer 9, diode 8, resistor 7. As a result of the positive feedback of the windings Shackle 9 transformer transistor 6 finally opens up to the saturation point. An input voltage is applied to the first half of the winding 17 'of the transformer 16. As a result of the action of EMF self-induction on all windings of the transformer 16, the corresponding voltage appears. A sum of voltages is applied to the base winding 10 of the current transformer 9
U 10 = U b-e6 + U 7 + U 8
where U 10 is the voltage drop across the winding 10 of the current transformer 9,
U b-e6 is the voltage at the base-emitter junction of transistor 6,
U 7 is the voltage across the resistor 7,
U 6 is the voltage at the second diode 8.
В результате индукция магнитного поля сердечника токового трансформатора 9 начинает изменяться (от Вr - при первом цикле намагничивания до Bнас в установившимся режиме). При достижении величины индукции магнитного поля сердечника 9 Bраб = Bнас токовая связь обмоток 10 и 11 трансформатора нарушается, т. е. ток намагничивания трансформатора 9 достигнет такой величины, при которой коллекторной ток обмотки 11 не трансформируется в базовую обмотку 10. Конденсатор 3 начинает разряжаться, запирая форсированно транзистор 6. Это вызовет смену полярности напряжения на всех обмотках токового трансформатора 9, что приведет к открыванию транзистора 14, и процесс повторяется. В результате на вторичной обмотке 19 трансформатора 16 появляется прямоугольное разнополярное напряжение. Частота этого напряжения определяется по формуле:
f = Uб-э6 + U7 + U8/W10SстBнас,
где W10 - число витков базовой обмотки 10 токового трансформатора 9,
Sст - площадь сечения сердечника токового трансформатора 9,
Bнас - значение магнитной индукции насыщения материала сердечника трансформатора 9.As a result, the induction of the magnetic field of the core of the current transformer 9 begins to change (from B r during the first magnetization cycle to B us in steady state). When the magnitude of the magnetic field induction of the core 9 B slave = B is reached, the current connection of the transformer windings 10 and 11 is violated, i.e., the magnetizing current of the transformer 9 will reach such a value that the collector current of the winding 11 does not transform into the base winding 10. The capacitor 3 starts to discharge, locking the transistor 6 forcibly. This will cause a change in voltage polarity on all windings of the current transformer 9, which will lead to the opening of the transistor 14, and the process repeats. As a result, a rectangular bipolar voltage appears on the secondary winding 19 of the transformer 16. The frequency of this voltage is determined by the formula:
f = U b-e6 + U 7 + U 8 / W 10 S st B us ,
where W 10 - the number of turns of the base winding 10 of the current transformer 9,
S article - the cross-sectional area of the core of the current transformer 9,
In us - the value of the magnetic induction of saturation of the core material of the transformer 9.
В качестве нагрузки на вторичной обмотке 19 трансформатора 16 используется резонансный L24-C25-контур с параллельным подключением люминесцентной лампы. Собственная частота резонансного контура выбирается ниже рабочей частоты преобразователя. В этом случае нагрузка для преобразователя (резонансный контур) имеет индуктивный характер, т.е. ток через транзисторы 6, 14 отстает по фазе от напряжения на полуобмотках 17' - 17'' трансформатора 16. Чтобы напряжение на зажимах люминесцентной лампы было постоянным (по величине) и не зависело от изменения входного напряжения, на трансформаторе 16 размещена обмотка 18. Коэффициент трансформации между обмотками 17' и 19, 17'' и 19, а также параметры L24 и C25 резонансного контура выбираются таким образом, чтобы при минимальном входном напряжении напряжение на зажимах лампы соответствовало бы ее номинальному режиму. При увеличении входного напряжения увеличивается напряжение на всех обмотках трансформатора 16. Напряжение на обмотке 18 после выпрямления мостом 23 поступает на конденсатор 22 и его величина тоже увеличивается. В результате напряжение, прикладываемое к базовым обмоткам 10 и 12 токового трансформатора 9, также увеличивается, что приводит к увеличению рабочей частоты преобразователя. As a load on the secondary winding 19 of the transformer 16, a resonant L24-C25 circuit with a parallel connection of a fluorescent lamp is used. The natural frequency of the resonant circuit is selected below the operating frequency of the converter. In this case, the load for the converter (resonant circuit) is inductive, i.e. the current through the transistors 6, 14 lags in phase from the voltage on the semi-windings 17 '- 17' 'of the transformer 16. In order for the voltage at the terminals of the fluorescent lamp to be constant (in magnitude) and not depend on the change in the input voltage, a winding 18 is placed on the transformer 16. Coefficient the transformations between the windings 17 'and 19, 17' 'and 19, as well as the parameters L24 and C25 of the resonance circuit are selected so that with a minimum input voltage, the voltage at the terminals of the lamp corresponds to its rated mode. When the input voltage increases, the voltage across all the windings of the transformer 16 increases. The voltage on the winding 18 after rectification by the bridge 23 is supplied to the capacitor 22 and its value also increases. As a result, the voltage applied to the base windings 10 and 12 of the current transformer 9 also increases, which leads to an increase in the operating frequency of the converter.
Поскольку рабочая точка выбрана правее точки резонанса, увеличение рабочей частоты приводит к уменьшению коэффициента передачи резонансного контура L24-C25. Таким образом увеличение входного напряжения компенсируется уменьшением коэффициента передачи резонансного контура. Выбором параметров элементов резонансного контура L24-C25, а также резистором 7 можно получить необходимую пропорциональность между входным напряжением и рабочей частотой преобразователя, в результате чего напряжение на зажимах лампы практически не будет зависеть от изменения входного напряжения в заданных пределах. Since the operating point is chosen to the right of the resonance point, an increase in the operating frequency leads to a decrease in the gain of the resonant circuit L24-C25. Thus, an increase in the input voltage is compensated by a decrease in the gain of the resonant circuit. By choosing the parameters of the elements of the resonant circuit L24-C25, as well as by resistor 7, it is possible to obtain the necessary proportionality between the input voltage and the operating frequency of the converter, as a result of which the voltage at the lamp terminals will practically not depend on changes in the input voltage within the specified limits.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97116989A RU2144286C1 (en) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | Stabilized voltage converter for luminescent lamp |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97116989A RU2144286C1 (en) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | Stabilized voltage converter for luminescent lamp |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97116989A RU97116989A (en) | 1999-08-20 |
| RU2144286C1 true RU2144286C1 (en) | 2000-01-10 |
Family
ID=20198021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97116989A RU2144286C1 (en) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | Stabilized voltage converter for luminescent lamp |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2144286C1 (en) |
-
1997
- 1997-10-13 RU RU97116989A patent/RU2144286C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Электронная техника в автоматике. / Под ред. Конева Ю.И. Вып.12. - М.: Радио и связь, 1981, с. 15, рис.1. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5619402A (en) | Higher-efficiency cold-cathode fluorescent lamp power supply | |
| US5539281A (en) | Externally dimmable electronic ballast | |
| US5396155A (en) | Self-dimming electronic ballast | |
| US4503362A (en) | Frequency stabilized, gain controlled ballast system | |
| US7218063B2 (en) | Two light level ballast | |
| CA2104619A1 (en) | Electronic lamp ballast | |
| EP0266207B1 (en) | Devices and methods of controlling alternating electric current | |
| TWI634814B (en) | Bipolar power control | |
| US5880946A (en) | Magnetically controlled transformer apparatus for controlling power delivered to a load | |
| US8742670B2 (en) | Electronic ballast | |
| US5053681A (en) | Remote electrical converter | |
| RU2144286C1 (en) | Stabilized voltage converter for luminescent lamp | |
| US5489823A (en) | Electronic ballast for gas discharge lamp | |
| US5510680A (en) | Electronic ballast with special voltage waveforms | |
| JP3517899B2 (en) | Power supply | |
| KR970001423B1 (en) | Fluorescent lamp high frequency operating circuit | |
| FI107655B (en) | Electronic control circuit | |
| KR840000854B1 (en) | Lighting device for fluorescont lamp | |
| JP2625793B2 (en) | Fluorescent lighting device | |
| KR880000509B1 (en) | Operating device of discharge lamps | |
| KR860000026B1 (en) | Lighting device of fluorescent lamp | |
| KR950006605B1 (en) | Stabilizer of fluorescence current power source type | |
| FI81475B (en) | Frequency-stabilized automatic amplification-regulated ballast system | |
| JP2562774Y2 (en) | Inverter device | |
| SU1580512A1 (en) | Semibridge inverter |