RU2186468C2 - Gas-discharge lamp starting device - Google Patents

Gas-discharge lamp starting device Download PDF

Info

Publication number
RU2186468C2
RU2186468C2 RU2000103121/09A RU2000103121A RU2186468C2 RU 2186468 C2 RU2186468 C2 RU 2186468C2 RU 2000103121/09 A RU2000103121/09 A RU 2000103121/09A RU 2000103121 A RU2000103121 A RU 2000103121A RU 2186468 C2 RU2186468 C2 RU 2186468C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resistor
starter
posistor
resistance
series
Prior art date
Application number
RU2000103121/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000103121A (en
Inventor
М.И. Майоров
Б.И. Неретин
Original Assignee
Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева
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 Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева filed Critical Мордовский государственный университет им. Н.П.Огарева
Priority to RU2000103121/09A priority Critical patent/RU2186468C2/en
Publication of RU2000103121A publication Critical patent/RU2000103121A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2186468C2 publication Critical patent/RU2186468C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering; starting gas- discharge lamps. SUBSTANCE: starting device has glow-discharge starter connected in series with current-limiting resistor in the form of posistor which is connected in series with resistor. Total resistance of posistor and resistor is determined. EFFECT: enhanced reliability of starting device. 2 dwg

Description

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

Известно зажигающее устройство (патент России 2120705 кл. Н 05 В 41/18, 20.10.1998), содержащее стартер тлеющего разряда, последовательно соединенное с ним сопротивление, в качестве которого применен позистор. Known igniter device (Russian patent 2120705 CL. H 05 B 41/18, 10.20.1998), containing a glow discharge starter, a resistance connected in series with it, as a posistor.

Однако в процессе зажигания лампы при амплитудном значении напряжения 300 В сопротивление "холодного" позистора существенно уменьшается по сравнению с его номинальным значением, указанным заводом изготовителем, что приводит к недопустимому увеличению тока. However, in the process of ignition of the lamp at an amplitude value of voltage of 300 V, the resistance of the "cold" posistor decreases significantly compared to its nominal value specified by the manufacturer, which leads to an unacceptable increase in current.

Технический эффект заключается в повышении надежности работы зажигающего устройства. The technical effect is to increase the reliability of the ignition device.

Сущность изобретения заключается в том, что в зажигающем устройстве для газоразрядных ламп, содержащем стартер тлеющего разряда, последовательно соединенное с ним токоограничительное сопротивление в виде позистора, где последний последовательно соединен с резистором при выполнении следующего условия:

Figure 00000002

где R - суммарное сопротивление позистора и резистора;
Uc - действующее напряжение сети;
J0 - ток удержания стартера;
Uм - амплитуда зажигающего импульса;
R - сопротивление разрядного промежутка стартера;
L - индуктивность дросселя;
С - емкость, включенная параллельно лампе.The essence of the invention lies in the fact that in an ignition device for gas discharge lamps containing a glow discharge starter, a current-limiting resistance in the form of a posistor is connected in series with it, where the latter is connected in series with a resistor under the following condition:
Figure 00000002

where R is the total resistance of the posistor and resistor;
U c - the effective voltage of the network;
J 0 - holding current of the starter;
U m is the amplitude of the ignition pulse;
R is the resistance of the discharge gap of the starter;
L is the inductance of the inductor;
C is the capacity connected in parallel with the lamp.

На фиг. 1 изображено предлагаемое зажигающее устройство, включающее стартер тлеющего разряда 1, последовательно соединенные с ним позистор 2 и резистор 3. In FIG. 1 shows the proposed ignition device, including a glow discharge starter 1, a posistor 2 and a resistor 3 connected in series with it.

Зажигающее устройство работает следующим образом. The ignition device operates as follows.

При включении в сети зажигающего устройства параллельно газоразрядной лампе и последовательно с дросселем (не показано) возникает тлеющий разряд в стартере тлеющего разряда 1. Это приводит к нагреву биметалла и замыканию стартера тлеющего разряда 1. Разряд в стартере тлеющего разряда 1 прекращается и, как только биметалл охладится, ток прерывается, что вызывает появление импульса напряжения между электродами газоразрядной лампы. При достаточной амплитуде импульса в лампе устанавливается дуговой разряд с падением напряжения меньшим, чем напряжение зажигания стартера тлеющего разряда 1. Вследствие определенной теплоемкости позистор 2 не успевает значительно изменить свою температуру за время контактирования стартера тлеющего разряда 1, и ток короткого замыкания ограничивается сопротивлением активного резистора 3 и сопротивлением холодного позистора 2. When the ignition device is switched on in the network parallel to the discharge lamp and sequentially with a throttle (not shown), a glow discharge occurs in the starter of the glow discharge 1. This leads to heating of the bimetal and shorts the starter of the glow discharge 1. The discharge in the starter of the glow discharge 1 stops and, as soon as the bimetal it cools, the current is interrupted, which causes a voltage pulse to appear between the electrodes of the discharge lamp. With a sufficient pulse amplitude, an arc discharge is established in the lamp with a voltage drop less than the ignition voltage of the glow discharge starter 1. Due to the specific heat capacity, the posistor 2 does not have time to significantly change its temperature during the contact time of the glow discharge starter 1, and the short circuit current is limited by the resistance of the active resistor 3 and the resistance of the cold posistor 2.

В аварийной ситуации, при неисправной лампе, после нескольких контактирований стартера тлеющего разряда 1 позистор 2 нагревается, и его сопротивление увеличивается в сотни раз по сравнению с "холодным" состоянием. Ток тлеющего разряда, протекающий через стартер тлеющего разряда 1, оказывается недостаточным для его контактирования, что предохраняет дроссель от возможного пробоя высоковольтными импульсами, а зажигающее устройство от перегрева. In an emergency, with a faulty lamp, after several contacts of the glow discharge starter 1, the posistor 2 heats up, and its resistance increases hundreds of times compared with the "cold" state. The glow discharge current flowing through the starter of the glow discharge 1 is insufficient for its contact, which protects the inductor from possible breakdown by high-voltage pulses, and the ignition device from overheating.

Ниже приведено обоснование выбора значения суммарного сопротивления позистора и резистора, указанного в сущности изобретения. Below is the rationale for choosing the value of the total resistance of the posistor and resistor specified in the essence of the invention.

Известно (В.В. Пасынков, Л.К. Чиркин, А.Д. Шинков Полупроводниковые приборы, М. , Высшая школа 1981 год.), что сопротивление позистора при постоянной температуре зависит от приложенного к нему напряжения - увеличение напряжения снижает величину сопротивления. На фиг.2 приведена вольт-амперная характеристика (ВАХ) "холодного" позистора (зависимость 1), здесь же приведена ВАХ сопротивления 390 Ом (зависимость 2). It is known (V.V. Pasynkov, L.K. Chirkin, A.D. Shinkov Semiconductor devices, M., Higher School 1981) that the resistance of a posistor at a constant temperature depends on the voltage applied to it - an increase in voltage decreases the resistance value . Figure 2 shows the current-voltage characteristic (CVC) of the "cold" posistor (dependence 1), here also shows the CVC of the resistance 390 Ohms (dependence 2).

Видно, что при напряжении 100 В дифференциальное сопротивление позистора уменьшается до единиц ОМ, тем самым один позистор, включенный последовательно со стартером, слабо ограничивает ток через стартер в момент его замыкания при значении напряжения, большем 100 В. Для устранения этого недостатка следует последовательно с позистором включать дополнительный резистор, такой что суммарное сопротивление резистора и позистора R выбирают исходя из следующих соображений:
а) резистор должен обеспечивать ток в цепи, при замкнутом стартере, не больший тока удержания J0.
It is seen that at a voltage of 100 V, the differential resistance of the posistor decreases to OM units, thereby one resistor connected in series with the starter weakly limits the current through the starter at the moment of its closure at a voltage value greater than 100 V. To eliminate this drawback, it is necessary to sequentially with the posistor include an additional resistor, such that the total resistance of the resistor and the resistor R ∂ is selected based on the following considerations:
a) the resistor must provide a current in the circuit, with the starter closed, not more than the holding current J 0 .

Действительно, если по биметаллической пластине стартера будет протекать ток, больший J0, то выделяемое тепло не позволит пластине остыть и разорвать контакт. Величина J0 зависит от конструкции стартера и для отдельных экземпляров стартеров может быть менее 2,5 А. Поэтому должно выполняться условие

Figure 00000003
,
где Uc - сетевое напряжение.Indeed, if a current greater than J 0 flows through the bimetallic starter plate, the heat generated will not allow the plate to cool and break the contact. The value of J 0 depends on the design of the starter and for individual instances of starters may be less than 2.5 A. Therefore, the condition
Figure 00000003
,
where U c is the mains voltage.

б) с другой стороны, увеличивать R (больше определенной величины) нельзя, в этом случае будет мала энергия, запасенная в магнитном поле дросселя с индуктивностью L при контактировании стартера. Эта энергия

Figure 00000004
обеспечивает зарядку емкости включенной параллельно зажигаемой лампе, Wc= cUм2, Uм - амплитуда зажигающего импульса и протекание тока аномального тлеющего разряда через стартер при действии зажигающего импульса. При этом в стартере выделяется энергия в тепловом виде Q=Uм2•t/R, (R - сопротивления разрядного промежутка стартера во время действия импульса; t - время действия импульса). Учитывая, что t - время нарастания импульса в LRC контуре (каковым и является стартерная схема зажигания лампы) в момент разрыва контакта стартера составляет
Figure 00000005
где Т - период свободных колебаний - можно с достаточной точностью определить
Figure 00000006

Баланс энергии запишем
Figure 00000007

Если емкостью С является только паразитная емкость (величина рядка 100 пФ), то членом
Figure 00000008
в уравнении (1) можно пренебречь.b) on the other hand, it is impossible to increase R (more than a certain value), in this case the energy stored in the magnetic field of the inductor with inductance L will be small when the starter is in contact. This energy
Figure 00000004
provides charging of the capacitance to a parallel-switched lamp, W c = cU m 2 , U m is the amplitude of the ignition pulse and the flow of the abnormal glow discharge current through the starter under the action of the ignition pulse. In this case, heat energy is released in the starter Q = U m 2 • t / R, (R is the resistance of the discharge gap of the starter during the pulse; t is the pulse duration). Given that t is the pulse rise time in the LRC circuit (which is the starter ignition circuit of the lamp) at the time of breaking the starter contact,
Figure 00000005
where T is the period of free oscillations - it can be determined with sufficient accuracy
Figure 00000006

We write the energy balance
Figure 00000007

If the capacitance C is only parasitic capacitance (the value of the row is 100 pF), then the term
Figure 00000008
in equation (1) can be neglected.

Для достижения амплитуды зажигающего импульса больше Uм величина тока Jк должна быть такой, чтобы левая часть равенства (1) была больше правой.To achieve an amplitude of the ignition pulse greater than U m, the current J k must be such that the left side of equality (1) is greater than the right.

Учитывая, что Jк = Ua/R после преобразований получим

Figure 00000009

где Ua - амплитудное значение сетевого напряжения (~300 В). Компромиссом между двумя пунктами а и б является условие
Figure 00000010

Например, для Uc=220 В, J0=2,5А, Uм=300 В, R=104 Ом, 0,1 Гн<L<1 Гн и С= 100 пФ имеем 88 Ом<R<1800 Ом.
Диапазон изменений индуктивностей определяется диапазоном мощностей используемых ламп и может быть шире приведенного. Уменьшение индуктивности будет приводит к сужению диапазона возможных значений сопротивлений R.
Следует отметить, что в предложенном устройстве сопротивление позистора в диапазоне температур 20-60oС имеет величину менее 300 Ом.Given that J к = U a / R after transformations, we obtain
Figure 00000009

where U a is the amplitude value of the mains voltage (~ 300 V). The compromise between two points a and b is the condition
Figure 00000010

For example, for U c = 220 V, J 0 = 2.5 A, U m = 300 V, R = 10 4 Ohms, 0.1 H <L <1 H and C = 100 pF, we have 88 Ohm <R <1800 Ohm.
The range of changes in inductances is determined by the power range of the lamps used and may be wider than the above. A decrease in inductance will lead to a narrowing of the range of possible values of the resistances R .
It should be noted that in the proposed device, the resistance of the posistor in the temperature range of 20-60 o C has a value of less than 300 Ohms.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность зажигания газоразрядных ламп, т.к. наличие в зажигающем устройстве последовательно включенных резистора и позистора позволяет в более широком диапазоне регулировать время отключения устройства и использовать более дешевые низкоомные позисторы (холодное сопротивление менее 300 Ом) с достаточной теплоемкостью, обеспечивая за счет использования активного резистора эффективное ограничение даже при наличии позистора с малой теплоемкостью (т.е. с малой массой и, соответственно, малой ценой), что невозможно обеспечить одним позистором. The proposed device can improve the reliability of ignition of discharge lamps, because the presence in the ignition device of a series-connected resistor and a posistor allows a wider range of adjustment of the device shutdown time and the use of cheaper low-impedance resistors (cold resistance less than 300 Ohms) with sufficient heat capacity, providing due to the use of an active resistor effective limitation even in the presence of a resistor with low heat capacity (i.e. with low weight and, accordingly, low cost), which is impossible to provide with one posistor.

Мы проводили проверку работоспособности устройства при R = 450 Ом. При этом устройство устойчиво зажигало лампу ДНАТ - 400. Использовали позистор марки ТРП - 3-62 Ом и последовательно включенный резистор МЛТ - 2390 Ом.We performed a functional check of the device at R = 450 Ohms. At the same time, the device steadily ignited the DNAT-400 lamp. We used a TRP-3-62 Ohm posistor and an MLT-2390 Ohm resistor in series.

Claims (1)

Зажигающее устройство для газоразрядной лампы, включенной последовательно с дросселем, содержащее стартер тлеющего разряда, последовательно соединенное с ним токоограничительное сопротивление в виде позистора, отличающееся тем, что позистор последовательно соединен с резистором, при этом суммарное сопротивление позистора и резистора определено из условия
Figure 00000011

где R - суммарное сопротивление позистора и резистора;
Uc - действующее напряжение сети;
I0 - ток удержания стартера;
Uа - амплитудное значение напряжения сети;
Uм - амплитуда зажигающего импульса;
R - сопротивление разрядного промежуточного стартера;
L - индуктивность дросселя;
С - емкость, включенная параллельно лампе.
The ignition device for a gas discharge lamp connected in series with the inductor, containing a glow discharge starter, a current-limiting resistance in the form of a posistor connected in series with it, characterized in that the posistor is connected in series with a resistor, and the total resistance of the resistor and resistor is determined from the condition
Figure 00000011

where R is the total resistance of the posistor and resistor;
U c - the effective voltage of the network;
I 0 - holding current of the starter;
U a - the amplitude value of the network voltage;
U m is the amplitude of the ignition pulse;
R is the resistance of the discharge intermediate starter;
L is the inductance of the inductor;
C is the capacity connected in parallel with the lamp.
RU2000103121/09A 2000-02-08 2000-02-08 Gas-discharge lamp starting device RU2186468C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000103121/09A RU2186468C2 (en) 2000-02-08 2000-02-08 Gas-discharge lamp starting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000103121/09A RU2186468C2 (en) 2000-02-08 2000-02-08 Gas-discharge lamp starting device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000103121A RU2000103121A (en) 2002-02-27
RU2186468C2 true RU2186468C2 (en) 2002-07-27

Family

ID=20230385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000103121/09A RU2186468C2 (en) 2000-02-08 2000-02-08 Gas-discharge lamp starting device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2186468C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2012929C (en) Lamp starting circuit
JP5201321B2 (en) Igniter system
US5594308A (en) High intensity discharge lamp starting circuit with automatic disablement of starting pulses
JPH0447324B2 (en)
JPS62103461A (en) High-pressure capacitor discharge ignition device for internal combustion engine
US4460848A (en) Starter circuit for a low pressure discharge lamp
FR2574984A1 (en) Switching stage for arc extinguishing
RU2186468C2 (en) Gas-discharge lamp starting device
US4677348A (en) Combined ignitor and transient suppressor for gaseous discharge lighting equipment
US3383558A (en) Non-resonant starting circuit for high pressure double jacketed mercury lamps
US4749909A (en) Compact igniter for discharge lamps
JPH05290985A (en) High pressure vapor discharge lamp with built-in starter
JP5454635B2 (en) Igniter system
RU2490833C2 (en) Safe starting device
US4642521A (en) Compact igniter for discharge lamps
FR2526623A1 (en) DEVICE FOR PRIMING DISCHARGE LAMPS
GB2185867A (en) Circuit for starting hot restarting, and operating an HID lamp
US7378762B2 (en) Electrical circuit for limiting switching-on current
RU2279192C1 (en) Ignition device for gas-discharge lamp
RU2120705C1 (en) Starting device for gaseous-discharge lamps
US6052002A (en) Ignition systems having a series connection of a switch/inductor and a capacitor
GB2254970A (en) Starter for a fluorescent lamp
CH642760A5 (en) DEVICE FOR CONTROLLING A SET OF SWITCHING MEANS.
CN202475909U (en) High-voltage power supply starting circuit
JPH09190888A (en) Lighting device for discharge lamp

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050209