RU2795612C1 - Устройство для зажигания газоразрядной лампы и способ его работы - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для зажигания и питания газоразрядных ламп, в частности бактерицидных ультрафиолетовых (УФ) ламп высокой мощности, применяемых для обеззараживания различных сред, в том числе и жидких. Технический результат – повышение надежности и безопасности при эксплуатации газоразрядной лампы. Устройство для зажигания газоразрядной лампы содержит блок управления, входную цепь, соединенную с управляемым блоком управления инвертором, включающим емкостной делитель напряжения. Входная цепь дополнительно содержит по крайней мере один ограничитель тока, шунтируемый ключом, управляемым блоком управления, датчик напряжения сети и датчик потребляемого тока от сети. Инвертор содержит датчик напряжения емкостного делителя инвертора и датчик напряжения на лампе, а блок управления подключен к управляющему устройству. Способ работы устройства зажигания газоразрядной лампы включает включение устройства, электрическое воздействие на электроды лампы, запрос о целостности электродов лампы, анализ результата запроса, подогрев электродов лампы, приложение напряжения зажигания лампы. Для работы устройства задаются основные параметры работы устройства. После включения устройство проверяет напряжение сети и наличие утечек с кабеля и/или цепей лампы на цепь заземления. Далее устройством подается тестовое напряжения на лампу, после чего осуществляется проверка наличия утечки в кабеле и/или цепи лампы с последующим прекращением подачи тестового напряжения на лампу и отключением подачи тока на электроды лампы. Перед началом нормальной работы лампы устройство стабилизирует работу ламы по заданному режиму. В процессе нормальной работы лампы устройство производит циклическую проверку напряжения сети, проверку утечки с кабеля лампы и/или цепей лампы на цепь заземления, проверку диодного эффекта в лампе, проверку принятых команд управления. В случае получения отрицательного результата, полученного по итогу проверки, устройство переводится в аварийный режим или выключается и на основе полученных результатов проверок блоком управления принимается решение о повтором запуске. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для зажигания и питания газоразрядных ламп, в частности бактерицидных ультрафиолетовых (УФ) ламп высокой мощности, применяемых для обеззараживания различных сред, в том числе и жидких. Особенностью схем устройства для таких ламп является чувствительность схемы инвертора к токам утечки с выходных цепей лампы на другие цепи устройства для зажигания, разность параметров запуска и нормальной работы ламп различных производителей.

Для питания и зажигания газоразрядных ламп используют устройства для зажигания газоразрядной лампы - пускорегулирующую аппаратуру (ПРА), которая может быть электромагнитной (ЭмПРА) и электронной (ЭПРА).

При эксплуатации ламп в составе оборудования обеззараживания жидких сред могут возникать протечки с образование утечек тока на цепи заземления, способных вывести устройство для зажигания газоразрядной лампы из строя, и последующему возникновения опасности поражения электрическим током обслуживающего персонала. Для защиты персонала и оборудования в цепи питания устанавливается устройства защитного отключения (УЗО), рассчитанное на общий ток потребления группы из нескольких устройств для зажигания газоразрядной лампы, которое обладает высоким порогом срабатывания по дифференциальному току. Для увеличения чувствительности срабатывания УЗО по дифференциальному току можно устанавливать их индивидуально на каждое устройства для зажигания газоразрядной лампы, однако это экономически не целесообразно. Вышеуказанные протечки могут вызвать токи утечки между выводами лампы, на которые УЗО не срабатывает, при этом устройство для зажигания газоразрядной лампы так же может выйти из строя. Возникает необходимость реализации защитных функций от токов утечек в самом устройстве для зажигания газоразрядной лампы.

Известен пускорегулирующий аппарат, содержащий последовательно соединенные фильтр, выпрямитель, управляемый блок инвертора, включающий независимую схему зажигания и горения лампы и схему подогрева электродов, питание на каждый из которых подается от двух независимых управляемых источников питания, блок регистрации и управления, соединенный с блоком инвертора и схемами зажигания и подогрева посредством управляемых ключей, отличающийся тем, что фильтр снабжен устройством плавного пуска, с выпрямителем и блоком инвертора соединен корректор коэффициента мощности, схема зажигания и горения включает управляемый генератор, а в качестве источника питания для каждого электрода используется источник тока (RU 2275760 C1, МПК H05B 41/28, опубл. 27.04.2006).

Недостатком аналога является низкая защита устройства, вызванная отсутствием проверок напряжения питающей сети, утечек внутри в кабеле и/или цепи лампы, утечек с кабеля лампы и/или цепей лампы утечек внутри кабеля лампы, отсутствие возможности дистанционного управления и задания основных параметров.

Наиболее близким техническим решением является устройство для зажигания лампы, содержащее последовательно соединенные фильтр, выпрямитель, корректор коэффициента мощности, соединенный с блоком управляемого инвертора, ламповый блок и блок микроконтроллера управления, отличающееся тем, что дополнительно содержит управляемый микроконтроллером высоковольтный ключ. Способ зажигания газоразрядной лампы, которого предполагает включение лампы, последующее электрическое воздействие на электроды лампы, запрос о целостности электродов лампы при помощи соединенных с лампой идентификационных средств, анализ результата запроса, подогрев электродов лампы до заданной температуры, приложение напряжения зажигания лампы и поддержание тока горения лампы, отличающийся тем, что после включения лампы осуществляют шунтирование межэлектродного расстояния лампы до окончания подогрева электродов, а напряжение зажигания лампы прикладывают после снятия шунтирования. (RU 2328094 C1, МПК H05B 41/26, опубл. 27.06.2008).

Недостатками наиболее близкого решения является следующее:

- Фиксированное значение тока и времени подогрева электродов лампы, рабочего тока лампы и мощности лампы. Используется лампа мощностью 350 Вт, ток подогрева электродов лампы 4.2 А, время прогрева электродов лампы 20 с и рабочий ток лампы (после зажигания) 3.2 А, причем эти значение фиксированные. Такой аппарат предназначен только для конкретного типа лампы, так как для другого типа лампы могут потребоваться уже другие параметры, например, мощность лампы 250 Вт, ток подогрева электродов лампы 3.0 А, время прогрева электродов лампы 15 с и рабочий ток лампы (после зажигания) 2.7 А.

Как известно параметры в указанном способе задаются на заводе-изготовителе, каких-либо блоков в описанном устройстве, позволяющих задавать параметры нет, вместе с этим отсутствует информации каким образом возможно реализовать задание программно в ходе эксплуатации. Заданные параметры устройства без возможности их изменения в ходе эксплуатации обуславливают ограничения в возможном для применения модельном ряде используемых ламп, т.е. такой ЭПРА является не технологичным и не универсальным;

- Выключение высоковольтного ключа и одновременный пробой газоразрядного промежутка лампы происходит при работающем инверторе, что приводит к деградации высоковольтного ключа и снижению ресурса ЭПРА. В случае потери герметичности лампы или потери эмиссии лампы формируемое за счет инвертора и резонансного контура напряжение высоковольтного импульса при попытке пробоя газоразрядного промежутка лампы не будет ограничиваться напряжениям возникновения пробоя разрядного промежутка лампы и возможно разрушение высоковольтного ключа и выход ЭПРА из строя;

- Применяемая схема инвертора чувствительна к токам утечки с выходных цепей лампы на другие цепи ЭПРА, например, цепь заземления, а утечки могут возникнуть при эксплуатации ламп в составе оборудования обеззараживания жидких сред, при этом нарушаются режимы работы ключей инвертора, что может привести к выходу ЭПРА из строя;

- Отсутствует возможность внешнего управления и контроля состояния ЭПРА и лампы;

- Отсутствие проверки диодного эффекта, без которого возможна несимметричная работа инвертора, в результате чего он может выйти из строя, поскольку данный режим очень опасен для такого вида схем;

- Пусковые токи высокие, в схеме отсутствует элемент, способный их снизить, что может вывести ЭПРА (устройство зажигания газоразрядной лампы) из строя.

В основе изобретения лежит задача создания более технологичного устройства зажигания газоразрядной лампы, имеющего высокую надежность и безопасность при эксплуатации, способного работать с широкой номенклатурой ламп, имеющего функцию задания основных параметров в соответствии с используемой лампой, функции дистанционного управления и контроля

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении технологичности устройства для зажигания газоразрядной лампы.

Технический результат достигается тем, что устройство для зажигания газоразрядной лампы содержит, блок управления, входную цепь, соединенную с управляемым блоком управления инвертором, включающим емкостной делитель напряжения, согласно изобретению

входная цепь дополнительно содержит по крайней мере один ограничитель тока, шунтируемый ключом, управляемым блоком управления, датчик напряжения сети и датчик потребляемого тока от сети, выдающие сигнал на блок управления,

инвертор содержит датчик напряжения емкостного делителя инвертора и датчик напряжения на лампе, выдающие сигнал на блок управления.

Способ работы устройства зажигания газоразрядной лампы, включает включение устройства, электрическое воздействие на электроды лампы, запрос о целостности электродов лампы, анализ результата запроса, подогрев электродов лампы, приложение напряжения зажигания лампы, согласно изобретению

задаются основные параметры работы устройства,

после включения устройство проверяет напряжение сети и наличие утечек с кабеля и/или цепей лампы на цепь заземления,

далее устройством подается тестовое напряжения на лампу, после чего осуществляется проверка наличия утечки в кабеле и/или цепи лампы с последующим прекращением подачи тестового напряжения на лампу и отключением подачи тока на электроды лампы,

перед началом нормальной работы лампы устройство стабилизирует работу ламы по заданному режиму,

в процессе нормальной работы лампы устройство производит циклическую проверку напряжения сети, проверку утечки с кабеля лампы и/или цепей лампы на цепь заземления, проверку диодного эффекта в лампе, проверку принятых команд управления,

а в случае получения отрицательного результата, полученного по итогу проверки, устройство переводится в аварийный режим или выключается и на основе полученных результатов проверок блоком управления принимается решение о повтором запуске.

В настоящей заявке пробой газоразрядного промежутка лампы, зажигание лампы, включение лампы являются равнозначными терминами.

В частности, блок управления подключен к управляющему устройству.

Входная цепь может содержать фильтр.

Входная цепь может содержать выпрямитель.

Входная цепь может содержать корректор коэффициента мощности.

Входная цепь может содержать ключ.

Входная цепь может содержать автомат.

Входная цепь может содержать соединитель.

Ограничитель тока включен последовательно во входную цепь.

В частности, в качестве ограничителя тока применен РТС термистор.

В частности, в качестве ограничителя тока применен NTC термистор.

В частности, в качестве ограничителя тока применен резистор.

Ограничитель тока с ключом могут быть расположены перед фильтром.

Ограничитель тока с ключом могут быть расположены после фильтра.

Ограничитель тока с ключом могут быть расположены после выпрямителя.

Во входную цепь может быть включен датчик напряжения сети.

В частности, датчик напряжения сети включен параллельно во входную цепь.

В частности, датчик напряжения сети расположен перед фильтром.

В частности, датчик напряжения сети расположен после фильтра.

В частности, датчик напряжения сети расположен после выпрямителя

Во входную цепь может быть включен датчик потребляемого тока от сети.

В частности, датчик тока включен последовательно во входную цепь.

В частности, датчик тока расположен перед фильтром.

В частности, датчик тока расположен после фильтра.

В частности, датчик тока расположен после выпрямителя.

Инвертор может содержать датчик напряжения на лампе.

В частности, инвертор содержит конденсаторы.

В частности, инвертор содержит резонансный конденсатор.

В частности, инвертор содержит дроссель.

В частности, инвертор содержит ключ.

В частности, инвертор содержит драйвер.

В частности, инвертор содержит генератор.

В частности, инвертор содержит диод.

В частности, инвертор содержит транзистор.

В частности, инвертор содержит микросхему.

В частности, инвертор содержит дополнительные элементы защиты.

В частности, инвертор содержит датчики тока по ключам.

В частности, инвертор содержит дополнительные элементы, обеспечивающие подогрев электродов лампы.

В частности, в качестве элемента, обеспечивающего подогрев электродов лампы применен ключ.

В частности, в качестве элементов, обеспечивающих подогрев электродов лампы применены конденсаторы.

В частности, в качестве элементов, обеспечивающих подогрев электродов лампы применены трансформаторы.

В частности, в качестве элементов, обеспечивающих подогрев электродов лампы применены РТС термисторы.

Устройство может содержать два инвертора или больше.

В частности, в роли управляющего устройства может выступать компьютер.

В частности, в роли управляющего устройства может выступать пульт управления.

В частности, в роли управляющего устройства может выступать планшет.

После прекращения подачи тестового напряжения устройством на лампу может производиться шунтирование межэлектродного расстояния лампы до окончания подогрева электродов.

В частности, подогрев электродов осуществлен до заданного времени.

В частности, подогрев электродов осуществлен с заданным током.

В частности, подогрев электродов осуществлен до заданной температуры.

В частности, заданное время и/или ток и/или температура установлена в блоке управления.

В частности, заданный ток в устройстве определяется датчиком тока.

В частности, заданная температура в устройстве определяется термометром.

В частности, заданная температура в устройстве определяется косвенно с помощью съема сигналов с датчиков устройства и последующего расчета значения температуры.

В частности, основные параметры работы устройства заданы непосредственно перед включением устройства.

В частности, основные параметры работы устройства заданы предварительно заблаговременно до работы устройства.

В частности, основные параметры работы устройства заданы перед первым включением устройства, а последующее включение устройства производится по сохраненным ранее настройкам.

В частности, сохранение настроек заданных параметром производится блоком управления.

В частности, основные параметры работы устройства заданы или изменены в процессе работы устройства.

Количество циклов может определяться алгоритмом работы блока управления.

Циклические проверки сигналов могут обрабатываться 1-1000 мс.

В частности, важные сигналы с датчиков, которые информируют об аварийных режимах могут обрабатываются в реальном времени.

В частности, сигналы с датчиков, которые менее важные могут обрабатываются с периодичностью 1-10 мс.

В частности, сигналы не критичные могут обрабатываются с периодичностью 10-1000 мс.

Попытки включения устройства могут быть ограничены по количеству.

В частности, попытки включения ограничены заводом-изготовителем.

В частности, попытки включения ограничены управляющим устройством.

В частности, попыток включения устройства, например, от 3 до 8.

Стабилизация работы ламы, при осуществлении способа, по заданному режиму может быть реализована заявленным устройством для зажигания газоразрядной лампы по току.

Стабилизация работы ламы, при осуществлении способа, по заданному режиму может быть реализована заявленным устройством для зажигания газоразрядной лампы по мощности.

Стабилизация работы ламы, при осуществлении способа, по заданному режиму может быть реализована заявленным устройством для зажигания газоразрядной лампы в смешенном режиме по току и мощности.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами.

Фиг. 1 - устройство зажигания газоразрядной лампы; фиг. 2 - устройство зажигания газоразрядной лампы с сетевым ключом; фиг. 3 - Блок-схема устройства зажигания газоразрядной лампы; фиг. 4 - Блок-схема устройства зажигания газоразрядной лампы с сетевым ключом.

1 - Ограничитель тока;

2 - Ключ;

3 - Входная цепь;

3.1 - Фильтр;

3.2 - Выпрямитель;

3.3 - Корректор мощности;

4 - Датчик напряжения сети;

5 - Датчик потребляемого тока от сети;

6 - Инвертор;

7 - Емкостной делитель инвертора;

8 - Датчик напряжения емкостного делителя инвертора;

9 - Датчик напряжения на лампе;

10 - Датчик тока лампы;

11 - Блок управления;

12 - Лампа;

13 - Управляющее устройство;

14 - Ключ.

Устройство зажигания газоразрядной лампы (устройство) содержит (фиг. 1) блок управления 11, входную цепь 3, соединенную с управляемым блоком управления 11 инвертором 6, включающим емкостной делитель 7 напряжения инвертора 6 и датчик тока лампы 10.

Во входную цепь параллельно включен датчик напряжения сети 4 и последовательно включен датчик потребляемого тока от сети 5.

Наличие во входной цепи датчика напряжения сети 4 позволяет осуществлять предварительную проверку напряжения сети после включения устройства (после подачи напряжения во входную сеть) и выполнять защитное отключение устройства в процессе работы при аварийно-высоком или аварийно-низком напряжении сети. Это предотвращает работу устройства в перегруженном режиме и увеличивает его надежность.

Наличие во входной цепи датчика тока 5, совместно с датчиком напряжения сети 4, позволяет определять мощность потребления от сети, а также определять мощность на лампе 12 с учетом КПД устройства.

Мощность потребления = напряжение сети * ток потребления от сети.

Мощность на лампе = Мощность потребления * КПД

Мощность на лампе так же может быть определена по произведению сигнала тока и напряжения, получаемых с датчика тока лампы 10 и датчика напряжения 9 на лампе 12.

Контроль мощности на лампе 12 (по мощности потребления) позволяет осуществить режим стабилизации мощности на лампе 12, а также реализовать комбинированный режим стабилизации, когда осуществляется стабилизация тока лампы 12, но при этом контролируется мощность на лампе 12 и не допускается выход значений за пределы допустимых диапазонов. Это предотвращает перегрузки на лампе 12, то есть заявленное устройство более надежное и безопасной при эксплуатации, продляет срок службы, самого устройства и подключаемой к нему ламы, а соответственно устройство более технологичное.

Инвертор 6 дополнительно содержит датчик напряжения 8 емкостного делителя 7 напряжения, выдающий сигнал на блок управления 11, который в свою очередь контролирует напряжение по значению, выдаваемому датчиком напряжения 8, который подключен к средней точке емкостного делителя 7 инвертора 6 и к блоку управления 11. Емкостной делитель 7 предназначен для понижения величины напряжения инвертора 6 до уровня, приемлемого для работы измерительных устройств. Датчик напряжения 8 емкостного делителя 7 инвертора 6 необходим для определения утчеек тока с кабеля лампы 12 и/или цепи лампы 12 на заземление и для определения диодного эффекта в лампе 12.

При наличии диодного эффекта в лампе 12 ток через лампу 12 и инвертор 6 имеет несимметричную форму, что приводит к несимметричной работе инвертора 6, поскольку данный режим очень опасен для такого вида схем, в результате инвертор 6 может выйти из строя. Поэтому необходим контроль отклонения напряжения от нормы на емкостном делителе 7, если имеет наличие диодный эффект в лампе 12, то это напряжение (за счет не симметричного тока) будет смещаться в ту или другую сторону от нормы, что фиксируется датчиком напряжения 8.

Сигнал с датчика напряжения 8 поступает на вход блока управления 11, который получает значение напряжения и определяет, соответствует ли полученное значение допустимому диапазону для режима, в котором в настоящее время работает устройство (прогрев электродов лампы 12, рабочий режим и т.д.) и принимает дальнейшее решение согласно алгоритму работы: либо включение, либо продолжение работы (нормальная работа, горение лампы 12), либо переход в аварийный режим, либо отключение.

При наличии утечки тока с кабеля лампы 12 и/или цепи лампы 12 на заземление, утечки в кабеле лампы 12 и/или цепи лампы 12, а также при наличии диодного эффекта в лампе 12 инвертор 6 может работать в аварийном режиме. Наличие защиты на основе детектора - датчика напряжения 8 позволяет осуществлять защитное выключение устройства, которое выключает инвертор 6 и лампу 12, при обнаружении утечки тока с кабеля лампы и/или цепи лампы на заземление, или утечки в кабеле лампы 12 и/или цепи лампы 12, или определения диодного эффекта, что повышает надежность и безопасность эксплуатации устройства и делает его более технологичным.

Датчик напряжения 9 необходим для контроля и ограничения амплитуды импульса высокого напряжения формируемого для пробоя газоразрядного промежутка в лампе 12. Сигнал с датчика 9 поступает на блок управления 11. Когда напряжение на лампе 12 начинает превышать определенный уровень на блок управления 11 с датчика напряжения 9 приходит сигнал, указывающий на то, что пробой газоразрядного промежутка в лампе 12 не произошел, т.е. если пришел соответствующий сигнал от датчика напряжения 9 значит лампа 12 не пробилась по каким-то причинам, при этом прекращается подача сигнала управления на инвертор 6 с блока управления 11 и он отключается. Максимальный порог формируемого напряжения для пробоя газоразрядного промежутка на лампе 12 может быть, например, 850 В - этот уровень задается заведомо выше напряжения пробоя газоразрядного промежутка лампы 12, но ниже критического значения напряжения для цепей лампы 12, инвертора 6 и устройства в целом, чтобы устройство не вышло из строя. Уровень определяется схемой и ее номиналами и в процессе работы не меняется. При нормальном пробое газоразрядного промежутка в лампе 12 напряжение, контролируемое датчиком напряжения 9, на ней не достигает максимального порога. Причины появления высокого (превышающий порог) сигнала с датчика напряжения 9 могут быть, например, повреждение лампы 12, повреждение цепи лампы 12, отсутствие лампы 12. Наличие датчика напряжения 9 позволяет ограничивать напряжение на уровне безопасном для цепей лампы 12 (например, на проводах, клеммах) и для ключа 14 (при его наличии), а также осуществлять своевременное отключение инвертора 6, не допуская его перегрузок, которые могут быть вызваны, например, работой на последовательный колебательный контур в близи его резонансной частоты. Колебательный контур может быть образован, например, дросселем и резонансным конденсатором инвертора 6. Это повышает надежность и безопасность эксплуатации устройства и цепей лампы 12, повысив технологичности устройства.

Также заявленное устройство с помощью осуществляет циклические проверки в рабочем режиме напряжения сети, проверка утечки внутри кабеля лампы, с кабеля лампы 12 и/или цепей лампы 12 на цепь заземления, проверка диодного эффекта в лампе 12 реализует защитные функции устройства от аварийных режимов работы, благодаря чему устройство стало более надежным.

Таким образом, указанными признаками, осуществляющими контроль параметров устройства, лампы 12 и цепей лампы 12, обеспечивающими защиту, надежную и безопасную эксплуатацию устройства и лампы 12, создано более технологичное устройство, способное к долгой и длительной эксплуатации.

Во входную цепь 3 включен по крайней мере один ограничитель тока 1, шунтируемый ключом 2, управляемый блоком управления 11. В качестве ограничителя тока 1 может быть применен, например, РТС термистор, NTC термистор, резистор. Наличие во входной цепи 3 ограничителя тока 1, позволяет использовать его сопротивление для снижения пусковых токов при подключении устройства к сети, а также использовать его как самовосстанавливающийся предохранитель, при отсутствии шунтирования ключом 2 (когда ключ 2 разомкнут), в период осуществления проверок (проверки утечки с кабеля лампы и/или цепей лампы 12 на цепь заземления и проверки утечки в кабеле лампы 12 и/или цепи лампы) при подачи тестового напряжения на лампу 12. Такой способ позволяет избежать перегрузок и выход устройства из строя при аварийных ситуациях, связанных с наличием указанных утечек, что увеличивает как надежность, так безопасность эксплуатации устройства, тем самым повысив его технологичность.

Во входную цепь 3 входят два вывода сети: L (Line, Фаза) и N (Neutral, Ноль). В промышленных установках должно подключаться все строго согласно схеме подключения, поэтому достаточным будет подключить один ограничитель тока 1, шунтируемый ключом 2 по выводу L, но строгое соблюдение подключения схемы в этом случае будет обязательным и будет запрещено подавать фазу по выводу N, иначе защита не будет работать должным образом.

При реальной эксплуатации этот момент может не соблюдаться, так как питание может подаваться через штепсельную вилку без соблюдения фазировки. В этом случае предпочтительнее будет устанавливать ограничитель тока 1, шунтируемый ключом 2 по двум выводам сети (L и N), тогда соблюдение фазировки L и N не будет обязательным. Как к первому, так и ко второму ограничителю тока 1 должен быть параллельно подключен ключ 2, при этом сигнал управления с блока управления 11 на оба ключа 2 будет поступать один и тот же или же ключ 2 может состоять из двух ключей, переключаемых одновременно.

Очевидно, что количество ограничителей тока 1, шунтируемых ключом 2, определяется конкретной ситуацией и местом применения устройства, где-то достаточно наличие одного, что будет дешевле и даст более простую конструкцию устройства, а где-то необходимо использовать два, что будет дороже и усложнит конструкцию устройства.

Входная цепь 3 (фиг. 2) может содержать фильтр 3.1, выпрямитель 3.2, корректор коэффициента мощности 3.3, ключи, автоматы, соединители. Ограничитель тока 1, шунтируемый ключом 2, датчик напряжения сети 4 и датчик потребляемого тока от сети 5 включены во входную цепь 3, причем каждый из них может быть расположен, например, перед фильтром 3.1, после фильтра 3.1, после выпрямителя 3.2, причем могут применять различные сочетания указанных элементов в вышеуказанных различных местах их расположения.

Инвертор 6 может содержать различный набор элементов, в его состав могут входить конденсаторы, в том числе резонансный конденсатор, дроссель, ключи, драйвер, генератор, диоды, транзисторы, микросхемы, дополнительные элементы защиты, датчики тока по ключам, дополнительные элементы, обеспечивающие подогрев электродов лампы, например, ключ 14, конденсаторы, трансформаторы, РТС термисторы. Устройство может содержать два и более инверторов 6.

На выходе блока управления 11 включено внешнее управляющее устройство 13 посредством которого можно задавать параметры и осуществлять управление устройством, чем реализована возможность дистанционного управления устройства. В роли управляющего устройства 13 может выступать, например, компьютер, пульт управления, планшет или любое другое устройство, способное передавать команды.

Настройки параметров устройства могут быть заданы предварительно перед включением устройства и/или в процессе его работы, так задаются основные параметры работы устройства. Все настройки сохраняются в энергонезависимой памяти блока управления 11, поэтому работа устройства может быть начата просто с подачи сети без предварительной настройки в этом включении, то есть устройство при подачи на него напряжения возьмет настройки из памяти и будет с ними работать. Если какие-либо настройки заданных параметров требуется изменить, то это можно сделать предварительно до включения устройства и/или в процессе его работы. Но, так как без подачи напряжение устройство находится в выключенном состоянии, то управляющее устройство 13 не может в этот момент связаться с блоком управления 11, так как ему нужно для этого питание от сети, поэтому настройки будут переданы только после подачи на него напряжения.

Связь управляющего устройства 13 с блоком управления 11 может быть, например, проводная (линия связи по типу компьютерной локальной сети) или беспроводная (например, Wi-Fi). Для того что бы блок управления 11 мог взаимодействовать с управляющим устройством 13 применяется приемо-передатчик, например, преобразователь интерфейса, модем или другое устройство позволяющие осуществлять прием-передачу информации по каналу связи.

Эти функции позволяют повысить технологичность устройства, так влияют на потребительские свойства, на универсальность и надежность устройства, так как регулировать ток и/или мощность на лампе без них невозможно и потребитель такой аппарат может только включать/выключать путем коммутации питания, так как параметры задаются только один раз на предприятии изготовителе.

Под основными параметрами в настоящей заявке понимаются настройки, например, номинального (рабочего) тока и мощности применяемой лампы 12, тока и времени предварительного прогрева электродов лампы 12 для конкретного типа лампы 12, причем у различных ламп 12 эти настройки индивидуальные; также может быть задан режим включения устройства после подачи питания - включаться сразу после подачи сети или ожидать команду включения передаваемой с управляющего устройства 13; также устройству может быть задана индивидуальная задержка перед включением ламп 12 (началом каких-либо действие с ней, например, прогрева, с момента подачи сети или подачи команды управления), что позволяет включать устройства в установке (где они эксплуатируются) в разное время и снижать нагрузку на сеть в момент пробоя газоразрядного промежутка в лампе 12.

Реализации функции настройки параметров используемой лампы позволяет реализовать универсальное устрой под широкий модельный ряд ламп, например, одно устройство может использоваться совместно с лампами мощностью от 127 Вт до 350 Вт с рабочим током от 1,8 до 4,5 А, а другое устройство может использоваться с лампами мощностью от 450 Вт до 825 Вт с рабочим током от 4,5 до 8,5 А. Учитывая, что в случае применения устройства, предназначенного для использования с лампами 12 мощностью от 450 Вт до 825 Вт с рабочим током от 4,5 до 8,5 А, лампы 12, у которых значения мощности и рабочего тока ниже может привести к выходу из строя лампу 12 и само устройство, то есть этим внедрением обеспечена также надежность, таким образом, создано более технологичное устройство.

Предложенное изобретение может быть легко совместимо с различными схемами устройств для зажигания газоразрядных ламп, в том числе со схемами, имеющими различный состав входной цепи 3, разное количество инверторов 6 и их наполнений. Для обеспечения дополнительной степени надежности устройства инвертор 6 может содержать ключ 14 (Фиг. 2) для шунтирования межэлектродного расстояния электродов лампы 12. В качестве ключа 14 может быть применено, например, реле.

Ключ 14 является замыкающе-размыкающей частью инвертора 6, при этом он параллельно подключен к основной цепи инвертора 6 (включающей, емкостной делитель 7, датчик напряжения емкостного делителя 8, датчик напряжения на лампе 9, датчик тока лампы 10), которая содержит измерительные приборы, по отношению к которым ключ 14 включен также параллельно, при этом с одной стороны ключ 14 соединен с блоком управления 11, а с другой стороны подключается к лампе 12, а именно к межэлектродному расстоянию лампы 12.

Ключ 14 используется для того, чтобы обеспечить прогрев электродов лампы 12 и избежать образование преждевременного пробоя лампы 12 (зажигание лампы 12 с холодными электродами), для осуществления этих целей ключ 14 замыкается. После того как ключ 14 замкнут ток инвертора 6 протекает через электроды лампы 12 и ключ 14, при этом происходит прогрев электродов лампы 12. Пробой газоразрядного промежутка лампы 12 в этот момент невозможен, так как межэлектродное расстояние зашунтировано ключом 14, инвертор 6 работает на прогрев электродов лампы 12 и напряжение зажигания не может сформироваться. Когда ключ 14 разомкнут образуется последовательный колебательный контур (ключ 14 шунтирует емкость этого контура) и возникает эффект резонанса, который дает большое напряжение для пробоя газоразрядного промежутка лампы 12. Этим решением можно дополнительно повысить технологичность устройства, а также увеличить срок службы и количество циклов «включения-выключения» лампы 12.

Схема устройства обычно не оснащена термометром и подогрев электродов лампы до заданной температуры напрямую (по температуре) невозможен, реальная температура нагрева может быть определена только косвенным методом. Режим подогрева электродов лампы 12 (время прогрева, ток прогрева), как правило, рекомендуется производителем лампы 12, с целью обеспечения необходимой температуры электродов лампы 12.

Рекомендуемые заводом-изготовителем лампы 12 параметры подогрева задаются в блоке управление 11 через управляющие устройство 13, по выполнению которых (время подогрева и ток) и заканчивается подогрев электродов лампы 12 и выключается инвертор 6.

Схема устройства содержит входную цепь 3 в состав которой последовательно включен ограничитель тока 1 параллельно к которому соединен ключ 2, которые управляются блоком управления 11, последовательно включен датчик потребляемого тока от сети 5, параллельно включенный датчик напряжение сети 4, сигналы с которых поступают на блок управления 11; с входной цепью 3 последовательно соединен инвертор 6, в состав которого входит последовательно соединенный с ним датчик тока лампы 10 с другой стороны последовательно соединяемый с лампой 12, к которой параллельно подключается датчик напряжения 9 входящий в состав и параллельно подключенный к инвертору 6, содержащему емкостной делитель 7 параллельно к которому подключен датчик напряжения 8 емкостного делителя 7; сигналы с датчиков 8, 9, 10 поступают на блок управления 11, который подключен к управляющему устройству 13.

Способ работы устройства зажигания газоразрядной лампы 12 (фиг. 3), включающий включение устройства (подача напряжения во входную цепь устройства), электрическое воздействие на электроды лампы 12, запрос о целостности электродов лампы 12, анализ результата запроса, подогрев электродов лампы 12, приложение напряжения зажигания лампы 12.

Отличием предлагаемого способа является то, что есть возможность задания основных параметров работы устройства, после включения (подачи напряжения сети) устройство осуществляет проверку напряжения сети и проверку утечки с кабеля лампы 12 и/или цепей лампы 12 на цепь заземления. После проверок происходит подача тестового напряжения на лампу 12, после которой устройство осуществляет проверку утечки в кабеле лампы 12 и/или цепи лампы 12 с последующим прекращением подачи тестового напряжения на лампу. Только после этих проверок происходит воздействие на электроды лампы 12, запрос об их целостности, анализ результата запроса и подогрев электродов лампы 12, после чего устройство осуществляет отключение подачи тока на электродах лампы 12. Далее прикладывается напряжения зажигания лампы 12, стабилизация работы по заданному режиму и переход в нормальный режим работы (горения лампы 12). В процессе нормальной работы лампы 12 устройство производит циклическую проверку напряжения сети, проверку утечки с кабеля лампы 12 и/или цепей лампы 12 на цепь заземления, проверку диодного эффекта в лампе 12, проверку принятых команд управления. В случае, если в ходе проверки блоком управления 11 получен отрицательный результат, то есть обнаружена утечка, недопустимое отклонение напряжения сети, обнаружен диодный эффект или непринятые команды управления по итогу проведения проверок, то блоком управления 11 устройство переводится в аварийный режим или выключается на основе полученных результатов проверок блоком управления 11 принимается решение о повтором запуске.

Основные параметры работы устройства заданы непосредственно перед включением устройства, предварительно заблаговременно до работы устройства, перед первым включением устройства, а последующее включение устройства производится по сохраненным ранее настройкам, а также основные параметры работы устройства могут быть заданы или изменены в процессе работы устройства. Сохранение настроек заданных параметром производится блоком управления 11.

Проверка напряжения сети производится датчиком напряжения 4, выдающим сигнал на блок управления 11, на котором заданы возможные пределы значения напряжения, при переходе через их предел происходит выключение устройства, которое выключает лампу 12. В случае отсутствия контроля и проверки напряжения сети оно может стать значительно высоким, что в последствие может привести к выходу из строя блоков устройства, например, инвертера 6, и как следствие всего устройства в целом. Таким образом, введением проверки напряжения сети реализуется защита устройства от перенапряжения или провалов напряжения сети, благодаря чему способ зажигания газоразрядной лампы становится более безопасным и надежным для устройства зажигания, что обеспечивает его технологичность, способствует его долгой эксплуатации.

Проверка утечки с кабеля лампы 12 и/или цепей лампы 12 на цепь заземления и проверка утечки в кабеле лампы 12 и/или цепи лампы 12 производится датчиком тока 10 на лампе 12 и датчиком напряжения 8 емкостного делителя 7. Датчик тока 10 на лампе 12 и датчик напряжения 8 емкостного делителя 7, выдают сигнал на блок управления 11, который принимает дальнейшее решение согласно алгоритму работы: либо нормальный режим работы, либо включение, либо переход в аварийный режим, либо отключение. При наличие утечек с кабеля лампы 12 и/или цепей лампы 12 или утечки в кабеле лампы 12 и/или цепи лампы 12 инвертор 6 может выйти из строя и, как следствие, устройство может перестать работать. Это влияет на безопасность и надежность работы устройства. При наличии утечки без применения предварительной проверки утечка может сказаться на безопасности работника, вызвав поражение током, (даже до летального исхода), а в случае введения этой проверки устройство отключится, а человек будет в безопасности. А также введением проверки утечки с кабеля лампы 12 и/или цепей лампы 12 на цепь заземления и утечки в кабеле лампы 12 и/или цепи лампы 12 реализуется защита устройства, благодаря чему способ зажигания (и само устройство) газоразрядной лампы становится более безопасным и надежным для устройства зажигания, что способствует его долгой эксплуатации и повышенной технологичности.

Проверка диодного эффекта в лампе 12 защищает устройства зажигания газоразрядной лампы от выхода из строя и производится датчиком напряжения 8 емкостного делителя 7, выдающим сигнал на блок управления 11, который принимает дальнейшее решение согласно алгоритму работы: либо включение, либо нормальная работа, либо переход в аварийный режим, либо отключение.

При наличии диодного эффекта в лампе 12 ток через лампу 12 и инвертор 6 имеет несимметричную форму, что приводит к несимметричной работе инвертора 6 в результате чего он может выйти из строя, поскольку данный режим очень опасен для такого вида схем. По емкостному делителю 7 инвертора 6 смотрится отклонение напряжения от нормы, если имеет наличие диодный эффект в лампе 12, то это напряжение (за счет не симметричного тока) будет смещаться в ту или другую сторону от нормы. Это фиксируется датчиком напряжения 8, подключенного к емкостному делителю 7 инвертора 8, а при выявлении отклонения происходит выключение устройства, которое выключает лампу 12.

Таким образом, введением проверки диодного эффекта в лампе 12 повышается технологичность всего устройства зажигания газоразрядной лампы 12, это вызвано тем, что реализуется защита устройства от перенапряжения или провалов напряжения сети, благодаря чему способ зажигания газоразрядной лампы 12 становится более безопасным и надежным для устройства зажигания, что способствует его долгой эксплуатации.

Датчики тока 5 и 10 датчики напряжения 4, 8, 9 выдают сигнал, поступающий на блок управления 11, в котором заданы допустимые нормы значений сигналов (заданные управляющим устройством 13), которые могут выдаваться датчиками, которые могут быть определены, например, как оптимальные, в пределах допустимых отклонений, выходящие за пределы допустимых отклонений на определенный диапазон, критичными. Получив сигналы с датчиков, блок управления 11 обрабатывает полученные сигнал и действует по алгоритму в зависимости от значений поступающих сигналов и заложенных в нем допусков. То есть если в блоке управления 11 заложено, что оптимальные значения - нормальна работа; значения в пределах допустимых отклонений - нормальная работа, а в случае повторной выдачи аналогичных показателей спустя n циклов переход в аварийный режим; значения за пределы допустимых отклонений на определенный диапазон - переход в аварийный режим, а в случае выдачи аналогичных показателей спустя m циклов повторных проверок повторной выключение устройства; критичными - выключение устройства; то блок управления 11 будет действовать по этому алгоритму, при этом, следует учитывать, что, так как заявленное устройство является универсальным под лампы 12 с различными показателями, то оптимальные, допустимые критичные и т.д. действия алгоритмы будут определены и заданы относительно конкретной используемой лампы 12.

Следует понимать, что есть предельные параметры, например, определяющие аварийный режим работы, заданные на заводе-изготовители и не подлежащие к изменению, в связи с чем меняются только допустимые для изменения параметры, в том числе обеспечивающие нормальный режим работы лампы 12.

После приложение напряжения зажигания лампы 12 с амплитудой контролируемой при помощи датчика напряжения 9 на лампе 12 и перед началом нормальной работы лампы 12 устройство стабилизирует работу ламы 12 по заданному режиму, заданному настройками устройства тока лампы 12 и/или мощности потребления от сети с переходом в нормальный режим работы горения лампы 12. Настройки режима задаются управляющим устройством 13 до начала работы устройства и/или в процессе работы.

В процессе нормальной работы лампы 12 устройство производит циклическую проверку напряжения сети, утечки с кабеля лампы и/или цепей лампы 12 на цепь заземления, диодного эффекта в лампе 12 и проверка принятых команд управления с возвратом к нормальному режиму работы горения лампы 12.

В устройстве контролируется мощность потребления от сети по потребляемому току и напряжению сети, которые определяются по датчику потребляемого от сети тока 5 и датчику напряжения сети 4, а произведение потребляемого тока на напряжение сети дает мощность потребления. По мощности потребления может быть определена мощность на лампе 12 с учетом КПД устройства, так же мощность на лампе 12 может быть определена по произведению сигнала тока и напряжения, получаемых с датчика тока лампы 10 и датчика напряжения на лампе 9 (По сути, мощность потребления отображает мощность на лампе 12). Контроль мощности на лампе 12 повышает надежность эксплуатации ламп 12 и повышает технологичность устройства зажигания, так как при стабилизации только по току лампы 12 возможны случаи, например, перегрева ламп 12, когда мощность на них превышает номинальное значение, т.е. лампа 12 "уходит в разнос", это возможно при неправильно подобранном температурном режиме эксплуатации лампы 12 в установке потребителя. Потребителю может быть потребоваться стабилизация только по мощности на лампе 12, в этом случае стабилизируется только мощность на лампе 12, измеряемая, либо непосредственно на лампе 12 при помощи датчиков напряжения 9 и тока 10 на лампе 12, либо, косвенно при помощи датчиков напряжения 4 и тока 5 сети.

В устройстве может быть реализовано несколько режимов стабилизации:

1 - по току лампы;

2 - по потребляемой от сети мощности;

3 - смешенный более сложный алгоритм, когда стабилизируется ток лампы 12, но если мощность потребления (косвенно мощность на лампе 12) выходит за допустимые пределы, то происходит ограничение (стабилизация) потребляемой мощности на задаваемом уровне.

Режимы стабилизации могут быть заданы пользователем через устройство управления 13, которое передаст заданный режим на блок управления 11, таким же образом, как и задаются основные параметры устройства (ток лампы 12 и/или мощность на лампе 12) и в дальнейшем, при необходимости, режим можно будет изменить.

Стабилизация по току лампы 12 работает следующим образом: с датчика тока лампы 10 сигнал поступает на блок управления 11, который управляет инвертором 6, таким образом образуется петля обратной связи. Когда ток лампы 12 начинает падать, блок управления 11 принимает этот сигнал с датчика тока 10 лампы 12 и начинает подавать сигнал управления на инвертор 6, таким образом, чтобы ток лампы 12 стал возрастать, до достижения заданного значение, определяющегося по тому же датчику тока 10. Когда ток на лампе 12 наоборот растет - блок управления 11 подает сигнал управления на инвертор 6, таким образом, чтобы ток лампы 12 начал падать до достижения заданного значение, определяющегося по тому же датчику тока 10. Это же касается и режима предварительного прогрева катодов и рабочего (нормального) режима работы лампы. Стабилизация по мощности осуществляется аналогичным способом со стабилизацией по току, при стабилизации по мощности учитывается, как ток, так и напряжение, чем поддерживаем мощность потребления от сети или на лампе 12.

Проверка принятых команд управления дает возможность включать и выключать устройство, регулировать ток лампы 12 и/или мощность потребления от сети (по сути, мощность на лампе 12), опрашивать состояние устройства и лампы 12, то есть производить диагностику, проводить настройки режимов и параметров устройства, причем это можно делать как на выключенном устройстве, так и на включенном, при отклонении значений получаемых с датчиков сигналов от заданных параметров происходит переход устройства в аварийный режим или выключение устройства, выключающего лампу 12.

Блок управления 11 позволяет устройству работать автономно, в автоматическом режиме производить включение, выключение, опрос состояния датчиков и при необходимости переходить в аварийный режим работы с выключением инвертора 6 и лампы 12. Управляющее устройство 13 может запрашивать состояние блоков устройства, а так же производить включение, выключение, изменение тока лампы 12, настройку параметров и другое путем передачи команд управления на блок управления 11. Команды управления могут быть адресными или групповыми. Если адрес переданной команды совпадает с адресом блока устройства или была передана групповая команда, то блок управления 11 выполняет принятую команду согласно алгоритму работы, если адрес команды не совпадает с адресом блока устройства, то команда блоком управления 11 игнорируется. Это сделано для того, чтобы устройством не был обработан не относящийся к устройству сигнал. В случае отсутствия проверки становится невозможно обрабатывать поступающие команды и будет отсутствовать возможность дистанционно управления устройством, обеспечения универсальности и надежности устройства. Этим решением повышена технологичность устройства для зажигания газоразрядной лампы.

Аварийные процессы отслеживает блок управления 11 и сразу выключает устройство, так же устройство может быть выключено по внешнему сигналу с управляющего устройства 13, то есть блок управления 11 контролирует процессы которые происходят внутри устройства, но также может управляться на уровень выше управляющим устройством 13, которое передает команды управления блоку управления 11, запрашивает состояние, задает и контролирует его работу.

Все эти операции (проверка напряжения сети, утечки с кабеля лампы 12 и/или цепей лампы 12 на цепь заземления, диодного эффекта в лампе 12 при помощи датчика напряжения 9, подключенного к емкостному делителю 7 инвертора 6 и принятых команд управления) проводятся циклически для того что бы своевременно и быстро выполнять защитные функции или реагировать на внешние команды управления. Количество циклов определяется алгоритмом работы блока управления 11, например, важные сигналы с датчиков, которые информируют об аварийных режимах могут обрабатываются в реальном времени, сигналы с датчиков, которые менее важные могут обрабатываются с периодичностью 1-10 мс, сигналы не критичные могут обрабатываются с периодичностью 10-1000 мс.

Устройство переходит в выключенное или аварийное состояние при обнаружении утечки с кабеля лампы 12 и/или цепей лампы 12 на цепь заземления, при обнаружении утечки в кабеле лампы 12 и/или в цепи лампы 12, при повреждении целостности электродов лампы 12, при не зажигании лампы 12, при нарушении нормальной работы лампы 12, при отклонении напряжения сети от допустимого диапазона, при обнаружении диодного эффекта в лампе 12, при принятии команды «Выключение», в котором осуществляется прекращение подачи напряжения и тока на лампу 12 (а при наличии ключа 14, его размыкание), а так же отрицательного результата проверки принятых команд.

Для этого в состав устройства входит, управляющее устройство 13, по которому передаются сигналы на блок управления 11. Обмен данными, как правило, происходит так: управляющее устройство 13 (ведущий) отправляет команду управления или запрос на блок управления 11 устройства (ведомый), который в свою очередь принимает эту команду и выполняет ее, а при необходимости выдает ответ, в частности, таким образом управляющим устройством 13 передается команда на выключение устройства. Есть так же групповые команды, каждое устройство в сети имеет свой адрес, а к управляющему устройству 13 может быть подключено несколько устройств, в таком случае управляющее устройство 13 (ведущий) передает команду и ее выполняют все устройства, которые ее приняли, в этом случае ответ они не передают.

Когда обнаруживается аварийная ситуация (при обнаружении утечки с кабеля лампы 12 и/или цепей лампы 12 на цепь заземления, при обнаружении утечки в кабеле лампы 12 и/или в цепи лампы 12, при повреждении целостности электродов лампы 12, при не зажигании лампы 12, при нарушении нормальной работы лампы 12, при отклонении напряжения сети от допустимого диапазона, при обнаружении диодного эффекта в лампе 12) необходимо прекратить подачу тока в лампу 12 и делается это отключением инвертора 6 (датчики выдают сигнал на блок управления 11, который выключает инвертор 6, в аварийной ситуации при выключении инвертора 6, также размыкается ключ 2). Отключение инвертора 6 в аварийной ситуации предотвращает его выход из строя, а в последствие и устройства в целом.

В блоке управления 11 происходит проверка принятых команд от управляющего устройства 13 и осуществляется принятие решения на повторной запуск или отключение. Например, когда блоком управления 11 от управляющего устройства 13 принимается команда выключения, то он отключает инвертор 6 и прекращает подачу тока в лампу 12.

Повторный запуск устройства возможен при выполнении следующих условий:

1. Устройство находится в состоянии "включено" (от управляющего устройства 13 передана команда на включение или задан режим, что бы устройство включалось сразу после подачи питания);

2. Если напряжение сети находится в допустимом диапазоне;

3. Если не было срабатывания критических защит:

3.1 не было обнаружено утечки с кабеля лампы 12 и/или цепей лампы 12 на цепь заземления;

3.2 не было обнаружено утечки в кабеле лампы 12 и/или в цепи лампы 12;

3.3 не было обнаружено диодного эффекта в лампе.

4. Если не было многократного срабатывания защит (попытки включения, которые могут быть ограничены по количеству, например, заводом-изготовителем или управляющим устройством 13, например, от 3 до 8):

4.1 повреждении целостности электродов лампы;

4.2 отсутствует пробой газоразрядного промежутка лампы 12;

4.3 нарушение нормальной работы лампы 12;

5 Устройство не находится в аварийном состоянии.

При выявлении несоответствии одного из вышеуказанных условий устройство не включается, либо переходит в аварийный режим.

Таким образом, введением проверки принятых команд управления реализуется расширение функциональных возможностей, дистанционное управление, универсальность, запрашивать и контролировать состояние параметров устройства (наличие утечек внутри кабеля и наличие утечек с цепи заземления, диодного эффекта, превышение/провал напряжения питания, отсутствие лампы или ее повреждения или выход ее из строя), что способствует выявлению аварийных ситуаций в устройстве, что впоследствии обеспечивает защита устройства, благодаря чему способ зажигания газоразрядной лампы 12 становится более безопасным для устройства, персонала и надежным для устройства зажигания, что способствует повышению его технологичности и долгой эксплуатации.

С заявленным изобретением возможно применение различных схем устройств зажигания газоразрядных ламп, с разными элементами во входной цепи 3, различным набором элементов в инверторе 6 или применение более одного инвертора 6. В частности дополнительная степень надежности и технологичности устройства и способа может быть обеспечена введением в схему и способ работы устройства ключа 14, который производит шунтирование межэлектродного расстояния лампы 12.

При наличии ключа 14 (фиг. 4) после проведения проверок и прекращения подачи тестового напряжения на лампу 12, но до электрического воздействия (подачи тока) на электроды лампы 12 ключ 14 замыкается и начинается шунтирование межэлектродного расстояния лампы 12, которое длится до выполнения заданных в блоке управления 11 параметров (рекомендуемых заводом-изготовителем лампы 12), обеспечивающих подогрев электродов лампы 12 до необходимой температуры (определяется косвенно как описано выше), по выполнению которых выключается инвертор 6, ток перестает протекать по электродам лампы 12 и заканчивается их подогрев, выдерживается пауза, чтобы ключ 14 успел разомкнуться, например, 10-100 мс, и ключ 14 размыкается (может по сигналу от блока управления 11) блоком управления 11, после это сформированный инвертором 6 высоковольтный импульс на резонансной частоте поступает на лампу 12 для пробоя ее газоразрядного промежутка и весь этот процесс управляется блоком управления 11.

При снятии шунтирования, происходящем после прекращения воздействии тока на электроды лампы 12 на резонансном контуре и подключенной к нему лампе 12 формируется высокое напряжение для зажигания лампы 12, которое так же прикладывается на ключ 14. Когда лампа 12 исправно зажигается это напряжение ограничивается самой лампой 12 и ключ 14 не подвергается сильным нагрузкам. При повреждении (отсутствии) лампы 12 формируемое напряжение может быть значительно выше, что может привести к деградации и даже выходу из строя ключа 14.

Таким образом, шунтирование осуществляют до окончания отключения тока на электродах лампы 12, которое следует за подогревом электродов до необходимой температуры. Кратковременное отключение тока на электродах лампы 12 для снятия шунтирования межэлектродного расстояния лампы 12 обеспечивает размыкание силового ключа 14 при отсутствии тока, напряжение зажигания формируется, когда ключ 14 полностью разомкнут, тем самым переключение ключа 14 осуществляется "мягче" это увеличивает его ресурс и увеличивает надежность устройства в целом. Электроды лампы 12 за короткий промежуток времени (время переключения ключа 14) не успевают остыть и в момент зажигания лампы 12 они остаются достаточно прогретыми для ее включения (нормального пробоя ее газоразрядного промежутка нормального пробоя ее газоразрядного промежутка), что обуславливает сохранение срока службы ключа 14 и дополнительную технологичность способа зажигания газоразрядной лампы 12.

Дополнительно контролируемое напряжение зажигания датчиком напряжения 10 на лампе 12, подключенного к блоку управления 11 (датчик 10 контролирует напряжение на лампе и подает сигнал на блок управления 11, тот в свою очередь прекращает работу инвертора 6, то есть образуется контур с обратной связью), позволяет тем самым исключить формирование значительно высокого (опасного для ключа 14 и цепей лампы 12) напряжения, что так же продляет ресурс ключа 14, увеличивает надежность и технологичность устройства в целом.

Устройство и способ осуществляются следующим образом.

Управляющим устройством 13 задаются основные параметры для нормальной работы устройства (по току, напряжению, времени подогрева, выбирается режим стабилизации, определяющиеся лампой 12, которую будет зажигать устройство, вводится задержка на включение, если это необходимо и т.д.), далее во входную цепь устройства подается напряжение и происходит включение устройства, после которого последовательно запускаются проверка напряжения сети датчиком напряжения 4, проверка утечки с кабеля лампы 12 и/или цепей лампы 12 на цепь заземления датчиком напряжения 9 и датчиком тока 10 на лампе 12, датчики передают показания на блок управления 11 и если результаты за пределами заданных норм, то блок управления 11 согласно заложенному в нем алгоритму переводит устройство в аварийный режим или отключает его, при запросе от управляющего устройства 13 блок управления 11 передает на него информационный сигнал, если результаты в пределах заложенных норм, то происходит подача тестового напряжения на лампу 12, после чего проводится проверка утечки в кабеле лампы 12 и/или в цепи лампы 12, если результаты за пределами заданных норм, то действия аналогичны указанным выше, если результаты в пределах заложенных норм, то подача тестового напряжения на лампу 12 прекращается, при наличие ключа 14 он замыкается и начинается шунтирование межэлектродного расстояния ламы, при его отсутствие ток подается на электроды, запрашивается их целостность с помощью датчика тока 10 ламы 12 если результаты за пределами заданных норм, то действия аналогичны указанным выше, если результаты в пределах заложенных норм, то при наличии ключа 14 происходит отключение тока на электродах лампы 12 и временная задержка, в который размыкается ключ 14 и снимается шунтирование межэлектродного расстояния лампы, при отсутствии, ключа 14 инвертором 6 устройства подается напряжение зажигания лампы 12, параметры стабилизируются по заданному в блоке управления 11 режиму и осуществляется дальнейшая ее нормальная работа (горение). В процессе нормальной работы циклически последовательно проводятся проверки: напряжения сети датчиком напряжения 4, утечки с кабеля лампы 12 и/или цепей лампы 12 на цепь заземления датчиком напряжения 9 и датчиком тока 10 на лампе 12, проверка диодного эффекта в лампе датчиком напряжения 8 емкостного делителя 7 инвертора 6 и проверка принятых команд управления, выполняемую блоком управления 11 совместно с управляющим устройством 13, а также могут быть изменены заданные параметры. Если результаты за пределами заданных норм, то действия аналогичны указанным выше, если результаты в пределах заложенных норм, то начинается следующая проверка. А включенный во входную цепь 3 ограничитель тока 1, шунтируемый ключом 2, управляемый блоком управления 11 при подключении устройства к сети позволяет использовать его сопротивление для снижения пусковых токов, что позволяет избежать перегрузок и выход устройства из строя при возникновении аварийной ситуации, в том числе связанной с наличием указанных утечек.

Таким образом, использование комплексного подхода к способу зажигания и работе устройства для этого, включающего введением функции задания основных параметров, а также управления и изменения их, ориентируясь под конкретную лампу, подкрепленных перечнем многоступенчатых, проверок, позволяющим своевременно переводить устройство в аварийное состояние, либо выключать его, при этом понижая во входной цепи пусковые токи, позволяет создать более универсальное, безопасное, надежное технологичное устройство для зажигания газоразрядной лампы и способ его осуществления, что способствует долгому сроку службы устройства и лампы, которую оно зажигает.

Claims (18)

1. Устройство для зажигания газоразрядной лампы, содержащее блок управления, входную цепь, соединенную с управляемым блоком управления инвертором, включающим емкостной делитель напряжения, отличающееся тем, что

входная цепь дополнительно содержит по крайней мере один ограничитель тока, шунтируемый ключом, управляемым блоком управления, датчик напряжения сети и датчик потребляемого тока от сети, выдающие сигнал на блок управления,

инвертор содержит датчик напряжения емкостного делителя инвертора и датчик напряжения на лампе, выдающие сигнал на блок управления.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве ограничителя тока применен РТС термистор.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что инвертор содержит ключ.

4. Способ работы устройства зажигания газоразрядной лампы, включающий включение устройства, электрическое воздействие на электроды лампы, запрос о целостности электродов лампы, анализ результата запроса, подогрев электродов лампы, приложение напряжения зажигания лампы, отличающийся тем, что

задаются основные параметры работы устройства,

после включения устройство проверяет напряжение сети и наличие утечек с кабеля и/или цепей лампы на цепь заземления,

далее устройством подается тестовое напряжения на лампу, после чего осуществляется проверка наличия утечки в кабеле и/или цепи лампы с последующим прекращением подачи тестового напряжения на лампу и отключением подачи тока на электроды лампы,

перед началом нормальной работы лампы устройство стабилизирует работу ламы по заданному режиму,

в процессе нормальной работы лампы устройство производит циклическую проверку напряжения сети, проверку утечки с кабеля лампы и/или цепей лампы на цепь заземления, проверку диодного эффекта в лампе, проверку принятых команд управления,

а в случае получения отрицательного результата, полученного по итогу проверки, устройство переводится в аварийный режим или выключается и на основе полученных результатов проверок блоком управления принимается решение о повтором запуске.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что после прекращения подачи тестового напряжения устройством на лампу может производиться шунтирование межэлектродного расстояния лампы до окончания подогрева электродов.

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что основные параметры работы устройства заданы перед первым включением устройства, а последующее включение устройства производится по сохраненным ранее настройкам.

7. Способ по п. 4, отличающийся тем, что стабилизация работы ламы по заданному режиму реализована по току.

8. Способ по п. 4, отличающийся тем, что стабилизация работы ламы по заданному режиму реализована по мощности.

9. Способ по п. 4, отличающийся тем, что основные параметры работы устройства заданы предварительно до включения/работы устройства.

10. Способ по п. 4, отличающийся тем, что основные параметры работы устройства заданы или изменены в процессе работы устройства.

Images