RU77126U1 - ELECTRONIC TRANSFORMER FOR DISCHARGE LAMPS - Google Patents

ELECTRONIC TRANSFORMER FOR DISCHARGE LAMPS Download PDF

Info

Publication number
RU77126U1
RU77126U1 RU2008116289/22U RU2008116289U RU77126U1 RU 77126 U1 RU77126 U1 RU 77126U1 RU 2008116289/22 U RU2008116289/22 U RU 2008116289/22U RU 2008116289 U RU2008116289 U RU 2008116289U RU 77126 U1 RU77126 U1 RU 77126U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transformer
discharge lamps
voltage
lamp
bridge
Prior art date
Application number
RU2008116289/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Екимович Удальцов
Олег Григорьевич Фомин
Дмитрий Юрьевич Курдов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "МИКРОТЕХ"
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 Общество с ограниченной ответственностью "МИКРОТЕХ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "МИКРОТЕХ"
Priority to RU2008116289/22U priority Critical patent/RU77126U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU77126U1 publication Critical patent/RU77126U1/en

Links

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и светотехнике и может быть использована для питания газоразрядных ламп низкого давления, применяемых, например, для «неоновой» рекламы. Достигаемый технический результат - пуск и стабилизация рабочего тока газоразрядных ламп, не имеющих запускающих электродов и нитей накала. Электронный трансформатор для газоразрядных ламп содержит полумостовой инвертор на МОП-транзисторах, управляемых драйвером полумоста с внутренним генератором и внешней времязадающей RC-цепью. Лампа подключается к вторичной обмотке повышающего трансформатора, первичная обмотка которого включена в диагональ переменного напряжения инвертора, при этом напряжение на вторичной обмотке трансформатора превышает напряжение зажигания лампы, а при ее зажигании сила тока ограничивается за счет ограничения коэффициента связи между обмотками трансформатора или реактивным балластом, включенным последовательно с первичной обмоткой трансформатора.The utility model relates to electrical engineering and lighting engineering and can be used to power low-pressure discharge lamps, used, for example, for "neon" advertising. Achievable technical result - start and stabilization of the operating current of gas discharge lamps that do not have starting electrodes and filaments. The electronic transformer for discharge lamps contains a half-bridge inverter with MOS transistors controlled by a half-bridge driver with an internal generator and an external RC timing circuit. The lamp is connected to the secondary winding of the step-up transformer, the primary winding of which is included in the diagonal of the alternating voltage of the inverter, while the voltage on the secondary winding of the transformer exceeds the ignition voltage of the lamp, and when it is ignited, the current strength is limited by limiting the coupling coefficient between the transformer windings or the reactive ballast turned on in series with the primary winding of the transformer.

Description

Полезная модель относится к светотехнике и может быть использована для газоразрядных ламп низкого давления.The utility model relates to lighting engineering and can be used for low-pressure discharge lamps.

Известно несколько способов включения газоразрядных ламп с помощью низкочастотных индуктивных и высокочастотных электронных балластов. Высокочастотные электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) обладают несколькими преимуществами, связанными с повышением ресурса ламп, экономией электроэнергии, снижением металлоемкости устройств.There are several ways to turn on discharge lamps using low-frequency inductive and high-frequency electronic ballasts. High-frequency electronic ballasts (electronic ballasts) have several advantages associated with increased lamp life, energy savings, reduction of metal consumption of devices.

До недавнего времени преобладали ЭПРА на основе биполярных транзисторов, они достаточно просты по схемному решению [1, 2], но имеют ряд недостатков, связанных с наличием большого числа индуктивных элементов, зависимостью параметров от напряжения сети.Until recently, electronic ballasts based on bipolar transistors predominated, they are quite simple in circuit design [1, 2], but have a number of disadvantages associated with the presence of a large number of inductive elements, the dependence of the parameters on the mains voltage.

Современные аппараты выполняются по схемам мостового или полумостового инвертора на основе полевых (МОП) или (IGBT) транзисторов, управляемых микроэлектронным драйвером [3, 4].Modern devices are made according to the schemes of a bridge or half-bridge inverter based on field (MOS) or (IGBT) transistors controlled by a microelectronic driver [3, 4].

В качестве прототипа электронного трансформатора выбран полумостовой транзисторный инвертор [3] на МОП-транзисторах, управляемых драйвером полумоста со встроенным задающим генератором, выполненным по MOSFET технологии с внешней времязадающей RC-цепью. Основным недостатком при использовании такого типа генератора для питания газоразрядных ламп является недостаточное напряжение в средней точке полумоста, к которой подключается лампа. Многие газоразрядные лампы не имеют нитей накала и запускающих электродов внутри лампы, поэтому требуют для запуска повышенного напряжения. Так, например, неоновая трубка-лампа длиной 1 метр имеет напряжения зажигания 1200 В, а при возникновении газового разряда рабочее напряжение снижается всего лишь до 800 В.As a prototype of an electronic transformer, a half-bridge transistor inverter [3] was selected for MOS transistors controlled by a half-bridge driver with an integrated master oscillator made by MOSFET technology with an external RC timing circuit. The main disadvantage when using this type of generator to power discharge lamps is the insufficient voltage at the midpoint of the half-bridge to which the lamp is connected. Many discharge lamps do not have filaments and trigger electrodes inside the lamp, therefore they require increased voltage to start. So, for example, a neon tube-lamp 1 meter long has an ignition voltage of 1200 V, and when a gas discharge occurs, the operating voltage drops to only 800 V.

Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение напряжения зажигания лампы без предварительного накала и последующая стабилизация рабочего тока лампы.The objective of the proposed utility model is to ensure the ignition voltage of the lamp without prior glow and the subsequent stabilization of the operating current of the lamp.

Поставленная задача достигается тем, что электронный трансформатор для газоразрядных ламп, содержащий полумостовой инвертор на МОП-транзисторах, управляемых драйвером полумоста, с внутренним генератором и внешней времязадающей RC-цепью нагружен на повышающий трансформатор, первичная обмотка которого включена в диагональ переменного тока полумоста, образованного двумя транзисторными ключами и двумя конденсаторами, а газоразрядная лампа или гирлянда из нескольких последовательно включенных ламп подключается к вторичной обмотке трансформатора, на которой создается высокое напряжение, превышающее напряжение зажигания ламп.The task is achieved in that the electronic transformer for discharge lamps, containing a half-bridge inverter on MOS transistors controlled by a half-bridge driver, with an internal generator and an external RC timing circuit, is loaded on a step-up transformer, the primary winding of which is included in the alternating current diagonal of the half-bridge formed by two with transistor switches and two capacitors, and a gas discharge lamp or a garland of several series-connected lamps is connected to the secondary winding of the trans a transformer on which a high voltage is generated in excess of the ignition voltage of the lamps.

На фиг.1 приведена принципиальная схема электронного трансформатора.Figure 1 shows a schematic diagram of an electronic transformer.

Схема состоит из полумостового инвертора с управляющим драйвером 1, включенным по типовой схеме. Выходной повышающий трансформатор 2 включен в диагональ полумоста 3-4. Газоразрядная лампа 5 подключена к вторичной обмотке трансформатора 2.The circuit consists of a half-bridge inverter with a control driver 1 included according to a typical circuit. The output step-up transformer 2 is included in the diagonal of the half-bridge 3-4. The discharge lamp 5 is connected to the secondary winding of the transformer 2.

Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения питания потенциал точки 4 благодаря емкостному делителю становится равным Епит/2. Одновременно происходит заряд времязадающего конденсатора 5. Постоянная времени заряда этого конденсатора определяет частоту встроенного в драйвер 1 генератора.The device operates as follows. When a supply voltage is applied, the potential of point 4, due to the capacitive divider, becomes equal to E pit / 2. At the same time, the time-consuming capacitor 5 is charging. The time constant of the charge of this capacitor determines the frequency of the generator built into driver 1.

В исходном состоянии при отсутствии напряжения на конденсаторе 5 оба ключа закрыты, при подаче напряжения питания Vcc на драйвер конденсатор 5 заряжается через резистор 6, синфазно с напряжением на резисторе 6 изменяется напряжение средней точки 3 инвертора. То есть сначала открывается верхний ключ, нижний ключ закрыт. Ток от источника протекает через точку 3, первичную обмотку трансформатора 2 к точке 4. По мере заряда конденсатора 5 напряжение на резисторе 6 уменьшается, верхний ключ закрывается, через заданный интервал задержки открывается нижний ключ. Ток протекает от точки 4 через первичную обмотку трансформатора к точке 3, потенциал которой уменьшается до нуля (если минус источника питания соединен с общей шиной), одновременно обнуляется напряжение на емкости 5 и закрывается нижний ключ. Через тот же интервал задержки, называемый «мертвым временем», открывается верхний ключ и процесс повторяется. Таким образом, на первичной обмотке трансформатора 2 образуется переменное напряжение с частотой, равной частоте переключения драйвера, и амплитудой напряжения равной Епит/2. На вторичной обмотке трансформатора возникает высокое напряжение, достаточное для зажигания нескольких ламп без предварительного накала. При зажигании ламп, их сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению силы тока и потребляемой мощности. Во избежание перегрузки инвертора силу тока необходимо ограничить на заданном уровне. Это ограничение возможно несколькими способами:In the initial state, when there is no voltage on the capacitor 5, both keys are closed, when the supply voltage Vcc is supplied to the driver, the capacitor 5 is charged through the resistor 6, and the voltage of the inverter midpoint 3 changes in phase with the voltage on the resistor 6. That is, the upper key first opens, the lower key is closed. The current from the source flows through point 3, the primary winding of the transformer 2 to point 4. As the capacitor 5 charges, the voltage across the resistor 6 decreases, the upper switch closes, and the lower switch opens after a specified delay interval. The current flows from point 4 through the primary winding of the transformer to point 3, the potential of which decreases to zero (if the minus of the power source is connected to a common bus), at the same time, the voltage on the capacitance 5 is reset and the lower key is closed. After the same delay interval, called “dead time”, the upper key opens and the process repeats. Thus, an alternating voltage is generated on the primary winding of transformer 2 with a frequency equal to the driver switching frequency and a voltage amplitude equal to E pit / 2. A high voltage appears on the secondary winding of the transformer, sufficient to ignite several lamps without pre-heating. When the lamps are ignited, their resistance decreases, which leads to an increase in current strength and power consumption. In order to avoid overload of the inverter, the current must be limited at a predetermined level. This limitation is possible in several ways:

1. Конструкцией трансформатора 2 за счет ограничения коэффициента связи первичной и вторичной обмоток трансформатора.1. The design of the transformer 2 due to the limitation of the coupling coefficient of the primary and secondary windings of the transformer.

2. Путем ограничения тока с помощью конденсатора включенного последовательно с первичной обмоткой трансформатора.2. By limiting the current using a capacitor connected in series with the primary winding of the transformer.

3. Путем ограничения тока с помощью дросселя, включенного последовательно с первичной обмоткой трансформатора.3. By limiting the current using a choke connected in series with the primary winding of the transformer.

Предлагаемая полезная модель реализована в виде действующего макета электронного трансформатора с выходным напряжением 10 кВ. При подключении к трансформатору гирлянды из 10 неоновых трубок длиной 8 метров происходит их зажигание, а в режиме стационарного свечения сила тока ламп составляет 25 мА. Таким образом, создана полезная модель электронного трансформатора, позволяющая включать от 1 до 10 неоновых ламп и стабилизировать режим их свечения.The proposed utility model is implemented in the form of a working model of an electronic transformer with an output voltage of 10 kV. When a garland of 10 neon tubes with a length of 8 meters is connected to the transformer, they are ignited, and in the stationary mode, the lamp current is 25 mA. Thus, a useful model of an electronic transformer has been created, which allows you to turn on from 1 to 10 neon lamps and stabilize the mode of their glow.

ЛитератураLiterature

1. RU №92012808. Устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп низкого давления. МПК Н05В 41/29.1. RU No. 92012808. Device for ignition and power of low pressure discharge lamps. IPC Н05В 41/29.

2. Патент RU №2094964. Пускорегулирующий аппарат для питания разрядной лампы. МПК Н05В 41/29.2. Patent RU No. 2094964. Control gear for powering the discharge lamp. IPC Н05В 41/29.

3. Информационный материал PD 60131 фирмы International Rectifier no техническим характеристикам драйвера полумоста IR 21531, http//www.irf.com (прототип).3. Information material PD 60131 of the International Rectifier company no to the technical characteristics of the half-bridge driver IR 21531, http // www.irf.com (prototype).

4. Патент RU №2260899 Транзисторный генератор для резонансных нагрузок. МПК Н03В 5/12, Н02М7.4. Patent RU No. 2260899 Transistor generator for resonant loads. IPC Н03В 5/12, Н02М7.

Claims (2)

1. Электронный трансформатор для газоразрядных ламп, содержащий полумостовой инвертор на МОП-транзисторах, управляемых включенным по типовой схеме драйвером полумоста с внутренним генератором и внешней времязадающей RC-цепью, отличающийся тем, что газоразрядные лампы подключены к вторичной обмотке повышающего трансформатора, включенного в диагональ переменного напряжения полумостового инвертора, причем коэффициент связи первичной и вторичной обмоток трансформатора ограничен наличием зазора в сердечнике.1. An electronic transformer for discharge lamps, comprising a half-bridge inverter with MOS transistors controlled by a standard half-bridge driver with an internal generator and an external RC timing circuit, characterized in that the discharge lamps are connected to a secondary winding of a step-up transformer included in the variable diagonal voltage of the half-bridge inverter, and the coupling coefficient of the primary and secondary windings of the transformer is limited by the presence of a gap in the core. 2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что первичная обмотка повышающего трансформатора включена последовательно с реактивным балластом.
Figure 00000001
2. The transformer according to claim 1, characterized in that the primary winding of the step-up transformer is connected in series with reactive ballast.
Figure 00000001
RU2008116289/22U 2008-04-28 2008-04-28 ELECTRONIC TRANSFORMER FOR DISCHARGE LAMPS RU77126U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008116289/22U RU77126U1 (en) 2008-04-28 2008-04-28 ELECTRONIC TRANSFORMER FOR DISCHARGE LAMPS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008116289/22U RU77126U1 (en) 2008-04-28 2008-04-28 ELECTRONIC TRANSFORMER FOR DISCHARGE LAMPS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU77126U1 true RU77126U1 (en) 2008-10-10

Family

ID=39928348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008116289/22U RU77126U1 (en) 2008-04-28 2008-04-28 ELECTRONIC TRANSFORMER FOR DISCHARGE LAMPS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU77126U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203837U1 (en) * 2020-12-22 2021-04-22 Андрей Александрович Павлов ELECTRONIC TRANSFORMER "IMPULSE"

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203837U1 (en) * 2020-12-22 2021-04-22 Андрей Александрович Павлов ELECTRONIC TRANSFORMER "IMPULSE"

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Redl et al. A new high-frequency and high-efficiency electronic ballast for HID lamps: Topology, analysis, design, and experimental results
US7271545B2 (en) Ballast and igniter for a lamp having larger storage capacitor than charge pump capacitor
US5751120A (en) DC operated electronic ballast for fluorescent light
US4399391A (en) Circuit for starting and operating fluorescent lamps
RU2403689C2 (en) Ignition device
US20090033244A1 (en) Integrated circuit with a preheat control for a ballast
Tao et al. Self-oscillating electronic ballast with dimming control
CN103687258B (en) The lighting device of HID electronic ballast and formation thereof
WO2009107057A1 (en) Dimming circuit and electronic ballast for a lamp
US4117377A (en) Circuits for starting and operating ionized gas lamps
Moo et al. Repeatedly resonating ignition circuit for HID lamp electronic ballasts
TW200826739A (en) Preheat control device for modulating voltage of gas-discharge lamp
RU77126U1 (en) ELECTRONIC TRANSFORMER FOR DISCHARGE LAMPS
CA2297419C (en) Circuit arrangement for operating at least one low-pressure discharge lamp
CN202679774U (en) Large power energy-saving lamp control circuit
US8288956B1 (en) Lamp preheat circuit for a program start ballast with filament voltage cut-back in steady state
KR0169164B1 (en) Rapid start type fluorescent lamp starting circuit
RU2462843C1 (en) Gas-discharge lamp power supply device
RU12320U1 (en) ELECTRONIC CONTROL UNIT
CN101316470B (en) Magnet ring frequency changer and electric ballast with the same
AU769323B2 (en) Control gear for fluorescent lamp
CN201238414Y (en) High strength gas discharge lamp electronic ballast
KR100860851B1 (en) Drive circuit for high-intensity discharge lamp
CN202679775U (en) Energy-saving lamp control circuit
CN2333139Y (en) Electronic ballast of fluorescent lamp

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20081024