RU2454045C1 - Starting device for high pressure gas discharge lamps - Google Patents

Starting device for high pressure gas discharge lamps Download PDF

Info

Publication number
RU2454045C1
RU2454045C1 RU2011111698/07A RU2011111698A RU2454045C1 RU 2454045 C1 RU2454045 C1 RU 2454045C1 RU 2011111698/07 A RU2011111698/07 A RU 2011111698/07A RU 2011111698 A RU2011111698 A RU 2011111698A RU 2454045 C1 RU2454045 C1 RU 2454045C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
discharge lamps
gas discharge
electromagnet
coil
armature
Prior art date
Application number
RU2011111698/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Георгиевич Минаев (RU)
Игорь Георгиевич Минаев
Владимир Валерьевич Самойленко (RU)
Владимир Валерьевич Самойленко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО "Ставропольский ГАУ")
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО "Ставропольский ГАУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО "Ставропольский ГАУ")
Priority to RU2011111698/07A priority Critical patent/RU2454045C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2454045C1 publication Critical patent/RU2454045C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

FIELD: electric engineering.
SUBSTANCE: invention relates to start-control equipment and may be used for starting high pressure gas discharge lamps. The starting device for gas discharge lamps is consisted of a control init, feedback unit, slave key, piezo element and electric magnet containing spring-loaded armature and stator with coil. Besides, the piezo element is located coaxially to the armature of electric magnet at a distance from the full run of the element and connected with gas discharge lamps contacts with its electrodes. The electro magnet coil is coupled with mains through the slave key.
EFFECT: reduced device sensitivity to mains voltage drops and to external conditions of operation, simplified design.
1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к пускорегулирующей аппаратуре и может быть использовано для запуска газоразрядных ламп высокого давления.The invention relates to ballasts and can be used to start high-pressure discharge lamps.

Уровень техникиState of the art

Известны устройства, содержащие последовательно соединенные между собой стартер, диодный мост и конденсатор, при этом в выходную диагональ моста включен тиристор, управляющая цепь которого состоит из делителя напряжения с подстроечным резистором и защиты от срабатывания при неисправности или отсутствии лампы в светильнике в виде позистора с его нагревательным элементом. (Пат. 92008123 РФ, МПК6 Н05В 41/231. Импульсное зажигающее устройство / Галай Н.В. [UA], Кожушко Г.В. [UA]; заявитель и патенообладатель Украинский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт источников света [UA]. - №92008123/07; заявл. 25.11.1992; опубл. 10.03.1995.)Known devices comprising a starter, a diode bridge and a capacitor connected in series with each other, with a thyristor included in the output diagonal of the bridge, the control circuit of which consists of a voltage divider with a tuning resistor and protection against operation in the event of a malfunction or absence of a lamp in the lamp in the form of a posistor with heating element. (Pat. 92008123 RF, MPK6 Н05В 41/231. Pulse ignition device / Galay N.V. [UA], Kozhushko G.V. [UA]; applicant and patent holder Ukrainian Scientific Research and Design Institute of Light Sources [UA ]. - No. 92008123/07; application. 25.11.1992; publ. 10.03.1995.)

Недостатком таких устройств является большая материалоемкость и сложность конструкции.The disadvantage of such devices is the high material consumption and design complexity.

Известны импульсные зажигающие устройства для газоразрядных ламп высокого давления, содержащие схему питания, микропроцессор, схему управления и трансформатор. (Гареев В.М. Импульсные зажигающие устройства для газоразрядных ламп высокого давления / В.М. Гареев, О.Г. Фомин, П.В. Мемиков // Вестник Новгородского государственного университета. - 2001. - №19.)Known pulse ignition devices for high-pressure discharge lamps containing a power circuit, a microprocessor, a control circuit and a transformer. (Gareev V.M. Pulse ignition devices for high-pressure discharge lamps / V.M. Gareev, O.G. Fomin, P.V. Memikov // Bulletin of Novgorod State University. - 2001. - No. 19.)

Недостатком таких устройств является большая материалоемкость и сложность конструкции.The disadvantage of such devices is the high material consumption and design complexity.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является зажигающее устройство на пьезотрансформаторе для разрядных ламп высокого давления, содержащее преобразователь напряжения, пьезотрансформатор напряжения, разрядник, блок управления, блок обратной связи, блок питания, резистивный делитель напряжения, последний из которых подключен к зажимам газоразрядной лампы высокого давления. (Горошкевич А.А. Зажигающее устройство на пьезотрансформаторе для разрядных ламп высокого давления / А.А.Горошкевич, В.Р.Медвидь, Н.Г.Тарасенко // Светотехника. - 1993. - №11. - С.22-23.)The closest in technical essence and the achieved positive effect and accepted by the authors for the prototype is an ignition device on a piezotransformer for high-pressure discharge lamps, containing a voltage converter, piezotransformer, voltage, discharger, control unit, feedback unit, power supply, resistive voltage divider, the last of which is connected to the terminals of a high-pressure discharge lamp. (A. Goroshkevich. Ignition device on a piezotransformer for high-pressure discharge lamps / A. A. Goroshkevich, V. R. Medvid, N. G. Tarasenko // Lighting Engineering. - 1993. - No. 11. - P. 22-23 .)

Недостатком указанного зажигающего устройства является сложность конструкции, обусловленная большим количеством дискретных элементов в различных блоках, высокая критичность к перепадам напряжения питания и изменения температуры, т.к. ее изменение влияет на резонансные характеристики пьезотрансформатора. (Шарапов В.М. Пьезокерамические трансформаторы и датчики / В.М.Шарапов, И.Г.Минаев, Ж.В.Сотула и др.; под общ. редакцией В.М.Шарапова. - Черкассы: Вертикаль. - 2010. - 278 с.)The disadvantage of this ignition device is the design complexity due to the large number of discrete elements in various blocks, high criticality to voltage drops and temperature changes, because its change affects the resonance characteristics of the piezotransformer. (Sharapov V.M. Piezoceramic transformers and sensors / V.M. Sharapov, I.G. Minaev, Zh.V. Sotula and others; edited by V.M.Sharapov. - Cherkasy: Vertical. - 2010. - 278 p.)

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого зажигающего устройства для газоразрядных ламп высокого давления, сводится к снижению критичности устройства к перепадам напряжения сети питания и внешним условиям эксплуатации, упрощению конструкции.The technical result that can be achieved using the proposed ignition device for gas discharge lamps of high pressure is to reduce the criticality of the device to voltage drops of the power supply network and external operating conditions, simplifying the design.

Технический результат достигается с помощью зажигающего устройства для газоразрядных ламп высокого давления, содержащего устройство управления, блок обратной связи, управляемый ключ, причем устройство дополнительно снабжено пьезоэлементом и электромагнитом, содержащим подпружиненный якорь и статор с катушкой, при этом пьезоэлемент расположен соосно с якорем электромагнита на расстоянии его полного хода и своими электродами соединен с контактами газоразрядной лампы, а катушка электромагнита подключена к сети питания через управляемый ключ.The technical result is achieved using an ignition device for high-pressure discharge lamps, containing a control device, a feedback unit, a controlled key, the device is additionally equipped with a piezoelectric element and an electromagnet containing a spring-loaded armature and a stator with a coil, while the piezoelectric element is aligned with the armature of the electromagnet at a distance its full stroke and with its electrodes is connected to the contacts of the discharge lamp, and the electromagnet coil is connected to the power supply through the control my key.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. дана структурная схема зажигающего устройства для газоразрядных ламп высокого давления.In FIG. The block diagram of the igniter for high-pressure discharge lamps is given.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Зажигающее устройство содержит электромагнит 1, пьезоэлемент 2, защитную прокладку 3, блок обратной связи 4, устройство управления 5 и управляемый ключ 6.The ignition device contains an electromagnet 1, a piezoelectric element 2, a protective gasket 3, a feedback unit 4, a control device 5 and a controlled key 6.

При этом электромагнит 1 содержит катушку 7, якорь 8, пружину 9. Пьезоэлемент 2 расположен соосно с якорем 8 электромагнита 1 на расстоянии его полного хода и своими электродами (не обозначены) подключен к контактам (не обозначены) газоразрядной лампы 10. Катушка 7 электромагнита 1 соединена с сетью питания через выходную цепь (не обозначена) управляемого ключа 6. Электромагнит 1 и пьезоэлемент 2 расположены в диэлектрическом кожухе (не обозначен). Газоразрядная лампа 10 подключена к сети питания U через дроссель (не обозначен). На пьезоэлементе 2 со стороны ударяющего конца (не обозначен) якоря 8 расположена защитная прокладка 3.In this case, the electromagnet 1 contains a coil 7, an anchor 8, a spring 9. The piezoelectric element 2 is located coaxially with the armature 8 of the electromagnet 1 at a distance of its full stroke and is connected to the contacts (not indicated) of the discharge lamp 10 by its electrodes (not marked) 10. The electromagnet 7 coil 7 connected to the power supply through the output circuit (not indicated) of the controlled key 6. The electromagnet 1 and the piezoelectric element 2 are located in a dielectric casing (not indicated). The discharge lamp 10 is connected to the power supply U via a choke (not indicated). On the piezoelectric element 2 from the side of the impact end (not indicated) of the armature 8 is a protective gasket 3.

Вход (не обозначен) блока обратной связи 4, который, в частности, может быть выполнен в виде измерительного трансформатора тока, подключен последовательно с газоразрядной лампой 10. Выход (не обозначен) блока обратной связи 4 подключен к входу (не обозначен) устройства управления 5, выход которого подключен к входной цепи (не обозначена) управляемого ключа 6. Управляемый ключ 6, в частности, может быть выполнен на симисторе.The input (not indicated) of the feedback unit 4, which, in particular, can be made in the form of a measuring current transformer, is connected in series with the discharge lamp 10. The output (not indicated) of the feedback unit 4 is connected to the input (not indicated) of the control device 5 the output of which is connected to the input circuit (not indicated) of the managed key 6. The managed key 6, in particular, can be performed on the triac.

Зажигающее устройство для газоразрядных ламп высокого давления работает следующим образом.The ignition device for high-pressure discharge lamps operates as follows.

До подачи питающего напряжения U газоразрядная лампа 10 находится в выключенном состоянии, ток через нее не протекает. При подаче напряжения питания U устройство управления 5 начинает генерировать импульсы, которые поступают на вход управляемого ключа 6. При поступлении первого импульса выходная цепь управляемого ключа 6 открывается, срабатывает электромагнит 1, якорь 8 совершает полный ход, сжимая пружину 9. Якорь 8 наносит удар по пьезоэлементу 2 через защитную прокладку 3. При этом защитная прокладка 3 распределяет силу удара равномерно по поверхности пьезоэлемента 2, защищая его от механических повреждений. На электродах пьезоэлемента 2 за счет прямого пьезоэффекта возникает высоковольтный импульс, поступающий на контакты газоразрядной лампы 10. Она зажигается. По завершении управляющего импульса на входе управляемого ключа 6 последний разрывает цепь питания катушки 7 электромагнита 1. Якорь 8 под воздействием взведенной пружины 9 возвращается в исходное состояние. При зажигании газоразрядной лампы 10 возрастает ток в ее питающей цепи (к примеру, для лампы ДНаТ-400 пусковой ток равен 5,2 А), который детектируется блоком обратной связи 4. Сигнал с блока обратной связи 4 поступает на вход устройства управления 5, которое перестает генерировать импульсы. Выходная цепь управляемого ключа 6 остается закрытой, и катушка 7 электромагнита 1 обесточивается.Prior to supplying the supply voltage U, the discharge lamp 10 is in the off state, no current flows through it. When the supply voltage U is applied, the control device 5 starts to generate pulses that are fed to the input of the controlled key 6. When the first pulse arrives, the output circuit of the controlled key 6 opens, the electromagnet 1 is triggered, the anchor 8 makes a full stroke, compressing the spring 9. The anchor 8 strikes the piezoelectric element 2 through the protective gasket 3. In this case, the protective gasket 3 distributes the impact force evenly on the surface of the piezoelectric element 2, protecting it from mechanical damage. At the electrodes of the piezoelectric element 2 due to the direct piezoelectric effect, a high-voltage pulse arises at the contacts of the gas discharge lamp 10. It is ignited. Upon completion of the control pulse at the input of the controlled key 6, the latter breaks the power circuit of the coil 7 of the electromagnet 1. The armature 8 under the influence of a cocked spring 9 returns to its original state. When the gas discharge lamp 10 is ignited, the current in its supply circuit increases (for example, for the DNaT-400 lamp, the starting current is 5.2 A), which is detected by the feedback unit 4. The signal from the feedback unit 4 is fed to the input of the control device 5, which ceases to generate pulses. The output circuit of the controlled key 6 remains closed, and the coil 7 of the electromagnet 1 is de-energized.

Если газоразрядная лампа 10 после первого высоковольтного импульса не запускается, устройство управления 5 продолжает генерировать импульсы, поступающие на вход управляемого ключа 6. Якорь 8 электромагнита 1 продолжает производить удары по пьезоэлементу 2 через защитную прокладку 3, высоковольтные импульсы с которого поступают на газоразрядную лампу 10 до ее зажигания.If the discharge lamp 10 does not start after the first high-voltage pulse, the control unit 5 continues to generate pulses supplied to the input of the controlled key 6. The armature 8 of the electromagnet 1 continues to strike the piezoelectric element 2 through the protective gasket 3, the high-voltage pulses from which are supplied to the discharge lamp 10 until her ignition.

Был изготовлен действующий макет зажигающего устройства для газоразрядных ламп высокого давления. Использовался пьезоэлемент 2 из материала ЦТС-19, диаметр: 7 мм, длина: 15 мм, емкость: C=20·10-12 Ф, пьезомодуль: d=210·10-12 Кл/Н. Для нормального зажигания лампы типа ДНаТ к ее контактам следует приложить в среднем 3000 В. Для получения такого напряжения на электродах пьезоэлемента 2 за счет прямого пьезоэффекта должен появиться в нем заряд:A working model of an ignition device for high-pressure discharge lamps was manufactured. We used a piezoelectric element 2 made of TsTS-19 material, diameter: 7 mm, length: 15 mm, capacitance: C = 20 · 10 -12 F, piezoelectric module: d = 210 · 10 -12 C / N. For normal ignition of a lamp like DNaT, an average of 3000 V should be applied to its contacts. To obtain such a voltage on the electrodes of piezoelectric element 2, a charge should appear in it due to the direct piezoelectric effect:

Q=U×C=3000×20·10-12=6·10-8 Кл.Q = U × C = 3000 × 20 · 10 -12 = 6 · 10 -8 C.

Для получения такого заряда необходимо нанести импульсный удар по пьезоэлементу с силой:To obtain such a charge, it is necessary to inflict a pulsed blow on the piezoelectric element with the force:

Figure 00000001
Figure 00000001

Изготовленный действующий макет устройства показал свою работоспособность и выдавал требуемый высоковольтный импульс, достаточный для разжигания газоразрядной лампы 10 с первого срабатывания электромагнита 1.The manufactured operating model of the device showed its operability and produced the required high-voltage pulse, sufficient to kindle a gas discharge lamp 10 from the first operation of electromagnet 1.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества.The invention in comparison with the prototype and other known technical solutions has the following advantages.

1. Высокая надежность устройства, обусловленная его простотой.1. High reliability of the device, due to its simplicity.

2. Низкая критичность к перепадам напряжения сети и изменениям окружающей температуры.2. Low criticality to voltage drops and changes in ambient temperature.

Claims (1)

Зажигающее устройство для газоразрядных ламп высокого давления, содержащее устройство управления, блок обратной связи, управляемый ключ, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено пьезоэлементом и электромагнитом, содержащим подпружиненный якорь и статор с катушкой, при этом пьезоэлемент расположен соосно с якорем электромагнита на расстоянии его полного хода и своими электродами соединен с контактами газоразрядной лампы, а катушка электромагнита подключена к сети питания через управляемый ключ. An ignition device for high-pressure discharge lamps, comprising a control device, a feedback unit, a controllable key, characterized in that the device is additionally equipped with a piezoelectric element and an electromagnet containing a spring-loaded armature and a stator with a coil, while the piezoelectric element is aligned with the armature of the electromagnet at a distance of its full the course and with its electrodes is connected to the contacts of the discharge lamp, and the electromagnet coil is connected to the power supply via a controlled key.
RU2011111698/07A 2011-03-28 2011-03-28 Starting device for high pressure gas discharge lamps RU2454045C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111698/07A RU2454045C1 (en) 2011-03-28 2011-03-28 Starting device for high pressure gas discharge lamps

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011111698/07A RU2454045C1 (en) 2011-03-28 2011-03-28 Starting device for high pressure gas discharge lamps

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2454045C1 true RU2454045C1 (en) 2012-06-20

Family

ID=46681235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011111698/07A RU2454045C1 (en) 2011-03-28 2011-03-28 Starting device for high pressure gas discharge lamps

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2454045C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5321338A (en) * 1989-06-30 1994-06-14 Hubbell Incorporated Lamp starting circuit
RU2237389C2 (en) * 2002-09-11 2004-09-27 ООО Компания "МИР" Device for starting high-pressure gas-discharge lamps (alternatives)

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5321338A (en) * 1989-06-30 1994-06-14 Hubbell Incorporated Lamp starting circuit
RU2237389C2 (en) * 2002-09-11 2004-09-27 ООО Компания "МИР" Device for starting high-pressure gas-discharge lamps (alternatives)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9788404B2 (en) Apparatus for producing a plasma and hand-held device having the apparatus
EP0987928B1 (en) Resonance igniter for discharge lamps
CN103261675B (en) The corona ignition assembly of many triggerings and control thereof and operating method
JP6888961B2 (en) Solid spark equipment used in aircraft ignition systems
CA2524649C (en) Trigger arrangement for a marx generator
RU2454045C1 (en) Starting device for high pressure gas discharge lamps
US3725733A (en) Ultrafast multiple flashlamp
US4186421A (en) Anti-static device
US6642673B2 (en) Method and apparatus for disabling sodium ignitor upon failure of discharge lamp
US8490609B2 (en) System for energy support in a CDI system
US20090152986A1 (en) Piezoelectric power supply
US3323015A (en) Power supply for a compact-arc lamp
Almabouada et al. A simmer circuit for flash-lamp pumping of solid-state lasers
CN220254711U (en) Excitation starting device for hollow cathode lamp
ATE488859T1 (en) HIGH VOLTAGE PULSE GENERATOR FOR A HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMP WITH IMPROVED IGNITION CAPABILITY
RU147851U1 (en) PLASMA SOURCE OF LIGHT RADIATION
RU2709035C1 (en) Fire alarm
RU2227381C2 (en) Discharge circuit for feeding gas-filled pulsed lamps
Daud et al. Development a series ignition circuit for simmer operation of flashlamp driver
SU467506A1 (en) Device for pulsed ignition of gas discharge devices
JP2007290072A (en) Ignitor for nail driving device
RU2494533C1 (en) Method for optical injection of laser
JPH03276595A (en) Lighting device for pulse start type discharge lamp
US20100176726A1 (en) High-pressure discharge lamp with improved ignition quality and ignition device for a gas discharge lamp
SU1709970A1 (en) Insect killing device

Legal Events

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

Effective date: 20130329