RU95945U1

RU95945U1 - ELECTRONIC START-UP CONTROL UNIT FOR A LINEAR LUMINESCENT LAMP

Info

Publication number: RU95945U1
Application number: RU2010110536/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Силкин
Original assignee: Евгений Михайлович Силкин
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2010-07-10

Abstract

Электронный пускорегулирующий аппарат для линейной люминесцентной лампы, подключенной к выходным выводам аппарата по последовательной резонансной схеме, содержащий источник постоянного напряжения питания и однофазный полумостовой инвертор на транзисторах с последовательными резисторами в эмиттерных цепях, цепи транзисторов и последовательных резисторов зашунтированы встречно-параллельными диодами, входные выводы которого соединены с выводами источника, включающий два последовательно соединенных конденсатора фильтра, трехобмоточный трансформатор, а также коммутирующий конденсатор и коммутирующий дроссель, образующие с линейной люминесцентной лампой последовательную резонансную схему, подключенную через первичную обмотку трансформатора к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и последовательного резистора транзистора с коллектором второго транзистора соответственно, первые выводы электродов лампы зашунтированы коммутирующим конденсатором, а вторые выводы соединены через позистор, база транзистора подключена к эмиттеру через последовательную цепь из резистора и вторичной обмотки трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, а также к выходному выводу инвертора, образуемому точкой соединения последовательного резистора транзистора с коллектором второго транзистора, через конденсатор, второй резистор и вторую последовательную цепь из встречного диода и третьего резистора, цепь транзистора с последовательным резистором зашунтирована демпферным конденсатором и четвертым резистором, коллектор второго транзистора соеди� An electronic ballast for a linear fluorescent lamp connected to the output terminals of the device in a series resonant circuit, containing a constant voltage power source and a single-phase half-bridge inverter on transistors with series resistors in emitter circuits, transistor and series resistors circuits are shunted by counter-parallel diodes, the input terminals of which connected to the terminals of the source, including two series-connected filter capacitors, tri full-time transformer, as well as a switching capacitor and a switching inductor, forming a series resonant circuit connected with a linear fluorescent lamp and connected through the primary winding of the transformer to the output terminals of the inverter, formed by common points of the connection of the filter capacitors and the series resistor of the transistor to the collector of the second transistor, respectively, the first conclusions of the lamp electrodes are shunted by a switching capacitor, and the second terminals are connected through a posistor, the base of the transistor it is connected to the emitter through a serial circuit from the resistor and the secondary winding of the transformer connected in opposite to the primary winding, as well as to the output terminal of the inverter, formed by the connection point of the series resistor of the transistor to the collector of the second transistor, through the capacitor, the second resistor, and the second serial circuit from the counter diode and the third resistor, the transistor circuit with a series resistor is shunted by a damper capacitor and the fourth resistor, the collector of the second transistor is connected

Description

Полезная модель относится к приборостроению, светотехнике, а также к преобразовательной технике и может быть использована при проектировании источников питания для люминесцентных и других типов энергосберегающих газоразрядных ламп, а также различных высокочастотных, в том числе, электротехнологических нагрузок. Полезная модель повышает надежность работы линейной люминесцентной лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом.The utility model relates to instrumentation, lighting, and also to converting technology and can be used in the design of power supplies for fluorescent and other types of energy-saving gas-discharge lamps, as well as various high-frequency, including electrotechnological loads. The utility model improves the reliability of a linear fluorescent lamp with an electronic ballast.

Известен электронный пускорегулирующий аппарат для линейной люминесцентной лампы, подключенной к выходным выводам аппарата по последовательной резонансной схеме, содержащий однофазный мостовой выпрямитель на диодах, входные выводы которого соединены с входными выводами аппарата через плавкую вставку, конденсатор фильтра, шунтирующий выходные выводы выпрямителя, однофазный полумостовой инвертор на транзисторах с встречно-параллельными диодами, входные выводы которого соединены с выходными выводами выпрямителя, включающий также два последовательно соединенных конденсатора фильтра, коммутирующий конденсатор и коммутирующий дроссель, образующие с линейной люминесцентной лампой последовательную резонансную схему, подключенную к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и транзисторов соответственно (Платан. Электронные компоненты. Каталог. -Изд-во ЗАО Платан Компонентс, 2008. - С.15).Known electronic ballast for linear fluorescent tubes connected to the output terminals of the device in series resonant circuit, containing a single-phase bridge rectifier on diodes, the input terminals of which are connected to the input terminals of the device through a fuse, a filter capacitor, shunting the output terminals of the rectifier, a single-phase half-bridge inverter on transistors with counter-parallel diodes, the input terminals of which are connected to the output terminals of the rectifier, which also includes and series-connected filter capacitors, a switching capacitor and a switching inductor, forming a series resonant circuit connected to the output terminals of the inverter, formed by the common connection points of the filter capacitors and transistors with a linear fluorescent lamp (Platan. Electronic components. Catalog. - Platan CJSC Components, 2008 .-- P.15).

Недостатком электронного пускорегулирующего аппарата для линейной люминесцентной лампы является низкая надежность работы лампы из-за низких значений коэффициента мощности и коэффициента полезного действия что приводит к росту амплитуды токов через электроды лампы и, соответственно, коэффициента формы тока, возможного перегрева электродов лампы полным током коммутирующего конденсатора.The disadvantage of an electronic ballast for linear fluorescent lamps is the low reliability of the lamp due to low values of power factor and efficiency, which leads to an increase in the amplitude of the currents through the lamp electrodes and, accordingly, the current shape factor, the possible overheating of the lamp electrodes by the total current of the switching capacitor.

Известен электронный пускорегулирующий аппарат для линейной люминесцентной лампы, подключенной к выходным выводам аппарата по последовательной резонансной схеме, содержащий однофазный мостовой выпрямитель на диодах, входные выводы которого соединены с входными выводами аппарата через плавкую вставку и дроссель фильтра, конденсатор фильтра, шунтирующий выходные выводы выпрямителя, однофазный полумостовой инвертор на транзисторах с встречно-параллельными диодами, входные выводы которого соединены с выходными выводами выпрямителя, включающий кроме того два последовательно соединенных конденсатора фильтра, трехобмоточный трансформатор, а также коммутирующий конденсатор и коммутирующий дроссель, образующие с линейной люминесцентной лампой последовательную резонансную схему, подключенную через первичную обмотку трансформатора к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и транзисторов соответственно, база транзистора подключена к эмиттеру через последовательную цепь из вторичной обмотки трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, и резистора, транзистор зашунтирован демпферным конденсатором и последовательно соединенными вторым и третьим резисторами, эмиттер транзистора соединен с коллектором второго транзистора через четвертый резистор, база второго транзистора подключена к эмиттеру через вторую последовательную цепь из второй вторичной обмотки трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, и пятого резистора, эмиттер второго транзистора соединен с выходным выводом выпрямителя через шестой резистор (IR2520 - новые возможности в области разработки электронных балластов //Силовая электроника. - 2006. - №2. - С.26).Known electronic ballast for a linear fluorescent lamp connected to the output terminals of the device in series resonant circuit, containing a single-phase bridge rectifier on diodes, the input terminals of which are connected to the input terminals of the device through a fuse and filter choke, filter capacitor, shunting the output terminals of the rectifier, single-phase a half-bridge inverter on transistors with counter-parallel diodes, the input terminals of which are connected to the output terminals of the rectifier, In addition, it includes two series-connected filter capacitors, a three-winding transformer, as well as a switching capacitor and a switching inductor, which form a series resonant circuit connected with a linear fluorescent lamp and connected through the primary winding of the transformer to the output terminals of the inverter, formed by the common connection points of the filter capacitors and transistors, respectively, the base the transistor is connected to the emitter through a serial circuit from the secondary winding of the transformer, included opposite the primary winding, and the resistor, the transistor is shunted by a damper capacitor and the second and third resistors are connected in series, the emitter of the transistor is connected to the collector of the second transistor through the fourth resistor, the base of the second transistor is connected to the emitter through the second serial circuit from the second secondary winding of the transformer connected according to with the primary winding and the fifth resistor, the emitter of the second transistor is connected to the output terminal of the rectifier through the sixth resistor (IR2520 - new in opportunities in the development of electronic ballasts // Power Electronics. - 2006. - No. 2. - S.26).

Недостатком электронного пускорегулирующего аппарата для линейной люминесцентной лампы является низкая надежность работы лампы из-за низких значений коэффициента мощности и коэффициента полезного действия, что приводит к росту амплитуды токов через электроды лампы и, соответственно, коэффициента формы тока, возможного перегрева электродов лампы полным током коммутирующего конденсатора.The disadvantage of an electronic ballast for linear fluorescent lamps is the low reliability of the lamp due to low values of power factor and efficiency, which leads to an increase in the amplitude of the currents through the electrodes of the lamp and, accordingly, the shape factor of the current, the possible overheating of the lamp electrodes by the total current of the switching capacitor .

Известен электронный пускорегулирующий аппарат для линейной люминесцентной лампы, подключенной к выходным выводам аппарата по последовательной резонансной схеме, содержащий источник постоянного напряжения питания и однофазный полумостовой инвертор на транзисторах с встречно-параллельными диодами, входные выводы которого соединены с выводами источник, включающий два последовательно соединенных конденсатора фильтра, трехобмоточный трансформатор, а также коммутирующий конденсатор и коммутирующий дроссель, образующие с линейной люминесцентной лампой последовательную резонансную схему, подключенную через первичную обмотку трансформатора к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и транзисторов соответственно, база транзистора подключена к эмиттеру через последовательную цепь из вторичной обмотки трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, и резистора, база второго транзистора подключена к эмиттеру через вторую последовательную цепь из второй вторичной обмотки трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, и второго резистора (Otero Pascal.M. Motorola's D2 Series Transistors for Fluorescent Converters. - Motorola, 1997.-AN1577).Known electronic ballast for a linear fluorescent lamp connected to the output terminals of the apparatus in a serial resonant circuit, containing a constant voltage power source and a single-phase half-bridge inverter on transistors with counter-parallel diodes, the input terminals of which are connected to the terminals of the source, including two series-connected filter capacitors , a three-winding transformer, as well as a switching capacitor and a switching inductor, forming a linear with a minescent lamp, a serial resonant circuit connected through the primary winding of the transformer to the output terminals of the inverter, formed by common points of the connection of the filter capacitors and transistors, respectively, the base of the transistor is connected to the emitter through a serial circuit from the secondary winding of the transformer connected in opposite to the primary winding, and a resistor, the base of the second the transistor is connected to the emitter through a second serial circuit from the second secondary winding of the transformer included according with a primary winding, and a second resistor (Otero Pascal.M. Motorola's D2 Series Transistors for Fluorescent Converters. - Motorola 1997.-AN1577).

Указанный электронный пускорегулирующий аппарат для линейной люминесцентной лампы является наиболее близким по технической сущности к полезной модели и выбран в качестве прототипа.The specified electronic ballast for linear fluorescent lamps is the closest in technical essence to a utility model and is selected as a prototype.

Недостатком прототипа является низкая надежность работы лампы из-за высоких значений амплитуд токов через электроды лампы и, соответственно, коэффициента формы тока, отсутствия нагрева электродов перед включением The disadvantage of the prototype is the low reliability of the lamp due to the high values of the amplitudes of the currents through the electrodes of the lamp and, accordingly, the current shape factor, the lack of heating of the electrodes before switching on

лампы и возможного перегрева электродов лампы полным током коммутирующего конденсатора во время ее работы.lamps and possible overheating of the lamp electrodes by the full current of the switching capacitor during its operation.

Полезная модель направлена на решение задачи повышения надежности работы линейной люминесцентной лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом, что является целью полезной модели.The utility model is aimed at solving the problem of improving the reliability of a linear fluorescent lamp with an electronic ballast, which is the purpose of the utility model.

Указанная цель достигается тем, что в электронном пускорегулирующем аппарате для линейной люминесцентной лампы, подключенной к выходным выводам аппарата по последовательной резонансной схеме, содержащем источник постоянного напряжения питания и однофазный полумостовой инвертор на транзисторах с последовательными резисторами в эмиттерных цепях, цепи транзисторов и последовательных резисторов зашунтированы встречно-параллельными диодами, входные выводы которого соединены с выводами источника, включающем два последовательно соединенных конденсатора фильтра, трехобмоточный трансформатор, а также коммутирующий конденсатор и коммутирующий дроссель, образующие с линейной люминесцентной лампой последовательную резонансную схему, подключенную через первичную обмотку трансформатора к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и последовательного резистора транзистора с коллектором второго транзистора, соответственно, первые выводы электродов лампы зашунтированы коммутирующим конденсатором, а вторые выводы соединены через позистор, база транзистора подключена к эмиттеру через последовательную цепь из резистора и вторичной обмотки трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, а также к выходному выводу инвертора, образуемому точкой соединения последовательного резистора транзистора с коллектором второго транзистора, через конденсатор, второй резистор и вторую последовательную цепь из встречного диода и третьего резистора, цепь транзистора с последовательным резистором зашунтирована демпферным конденсатором и четвертым резистором, коллектор второго транзистора соединен с базой через пятый резистор, база второго транзистора подключена к эмиттеру через третью последовательную цепь из разделительного конденсатора, шестого резистора и второй вторичной обмотки трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, а также к выводу источника, соединенного с последовательным резистором второго транзистора через второй конденсатор и четвертую последовательную цепь из второго встречного диода и седьмого резистора, база транзистора подключена к выводу источника, соединенного с последовательным резистором второго транзистора, через тиристор, управляющий электрод которого подключен к точке соединения шестого резистора и второй вторичной обмотки трансформатора через пятую последовательную цепь из порогового элемента и восьмого резистора, и к катоду через третий конденсатор и девятый резистор, позистор зашунтирован четвертым конденсатором.This goal is achieved by the fact that in the electronic ballast for a linear fluorescent lamp connected to the output terminals of the device in a serial resonant circuit containing a constant voltage power source and a single-phase half-bridge inverter on transistors with series resistors in the emitter circuits, the transistor chains and series resistors are shunted in the opposite direction - parallel diodes, the input terminals of which are connected to the terminals of the source, including two series-connected filter capacitor, a three-winding transformer, as well as a switching capacitor and a switching inductor, forming a series resonant circuit connected with a linear fluorescent lamp connected to the output terminals of the inverter through the primary winding of the transformer, formed by the common points of the connection of the filter capacitors and the series resistor of the transistor to the collector of the second transistor, respectively , the first leads of the lamp electrodes are shunted by a switching capacitor, and the second leads are connected s through a posistor, the base of the transistor is connected to the emitter through a serial circuit from the resistor and the secondary winding of the transformer, connected counter to the primary winding, as well as to the output terminal of the inverter, formed by the connection point of the series resistor of the transistor to the collector of the second transistor, through the capacitor, the second resistor and the second a series circuit from a counter diode and a third resistor, a transistor circuit with a series resistor is shunted by a damper capacitor and a fourth resistor , the collector of the second transistor is connected to the base through the fifth resistor, the base of the second transistor is connected to the emitter through the third serial circuit of the isolation capacitor, the sixth resistor and the second secondary winding of the transformer connected in accordance with the primary winding, as well as to the output of the source connected to the serial resistor of the second transistor through the second capacitor and the fourth serial circuit from the second counter diode and the seventh resistor, the base of the transistor is connected to the output of the source, connected to the series resistor of the second transistor, through a thyristor, the control electrode of which is connected to the connection point of the sixth resistor and the second secondary winding of the transformer through the fifth serial circuit from the threshold element and the eighth resistor, and to the cathode through the third capacitor and ninth resistor, the resistor is shunted by the fourth capacitor.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является повышение надежности работы линейной люминесцентной лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом, что достигается комплексным снижением амплитуд токов через электроды лампы и, соответственно, коэффициента формы тока, обеспечением нагрева электродов перед включением лампы и исключения перегрева электродов лампы током коммутирующего конденсатора во время ее длительной работы. Заявляемый электронный пускорсгулирующий аппарат может быть использован для ответственных энергосберегающих применений, обеспечивающих повышенную надежность работы с эффективным «теплыми стартом и защиту от аномальных режимов, в том числе, «открытого катода» линейной люминесцентной лампы и аппарата, перегрузок и перегрева электродов лампы.A significant difference characterizing the utility model is an increase in the reliability of a linear fluorescent lamp with an electronic ballast, which is achieved by a comprehensive decrease in the amplitudes of the currents through the lamp electrodes and, accordingly, the current shape coefficient, by heating the electrodes before turning on the lamp, and by eliminating overheating of the lamp electrodes by the current of the switching capacitor during her long work. The inventive electronic launcher can be used for energy-saving applications that provide increased reliability with effective "warm start and protection from abnormal conditions, including the" open cathode "of a linear fluorescent lamp and apparatus, overloads and overheating of the lamp electrodes.

Повышение надежности работы линейной люминесцентной лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом является полученным техническим результатом, обусловленным новыми элементами в схеме, порядком их включения и новыми связями, то есть отличительными признаками полезной модели. Таким образом, отличительные признаки заявляемого электронного пускорегулирующего аппарата для линейной люминесцентной лампы являются существенными.Improving the reliability of a linear fluorescent lamp with an electronic ballast is the technical result due to new elements in the circuit, the order in which they are turned on, and new connections, that is, the hallmarks of a utility model. Thus, the distinctive features of the claimed electronic ballast for linear fluorescent lamps are significant.

На рисунке приведена схема электронного пускорегулирующего аппарата для линейной люминесцентной лампы.The figure shows a diagram of an electronic ballast for a linear fluorescent lamp.

Электронный пускорегулирующий аппарат для линейной люминесцентной лампы 1, подключенной к выходным выводам аппарата по последовательной резонансной схеме, содержит источник 2 постоянного напряжения питания и однофазный полумостовой инвертор на транзисторах 3, 4 с последовательными резисторами 5, 6 в эмиттерных цепях, цепи транзисторов и последовательных резисторов зашунтированы встречно-параллельными диодами 7, 8, входные выводы которого соединены с выводами источника, включающий два последовательно соединенных конденсатора фильтра 9, 10, трехобмоточный трансформатор, а также коммутирующий конденсатор 11 и коммутирующий дроссель 12, образующие с линейной люминесцентной лампой последовательную резонансную схему, подключенную через первичную обмотку 13 трансформатора к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и последовательного резистора транзистора с коллектором второго транзистора, соответственно, первые выводы электродов лампы зашунтированы коммутирующим конденсатором, а вторые выводы соединены через позистор 14, база транзистора подключена к эмиттеру через последовательную цепь из резистора 15 и вторичной обмотки 16 трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, а также к выходному выводу инвертора, образуемому точкой соединения последовательного резистора транзистора с коллектором второго транзистора, через конденсатор 17, второй резистор 18 и вторую последовательную цепь из встречного диода 19 и третьего резистора 20, цепь транзистора с последовательным резистором зашунтирована демпферным конденсатором 21 и четвертым резистором 22, коллектор второго транзистора соединен с базой через пятый резистор 23, база второго транзистора подключена к эмиттеру через третью последовательную цепь из разделительного конденсатора 24, шестого резистора 25 и второй вторичной обмотки 26 трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, а также к выводу источника, соединенного с последовательным резистором второго транзистора через второй конденсатор 27 и четвертую последовательную цепь из второго встречного диода 28 и седьмого резистора 29, база транзистора подключена к выводу источника, соединенного с последовательным резистором второго транзистора, через тиристор 30, управляющий электрод которого подключен к точке соединения шестого резистора и второй вторичной обмотки трансформатора через пятую последовательную цепь из порогового элемента 31 и восьмого резистора 32, и к катоду через третий конденсатор 33 и девятый резистор 34, позистор зашунтирован четвертым конденсатором 35.An electronic ballast for a linear fluorescent lamp 1 connected to the output terminals of the device in a series resonant circuit contains a constant voltage supply 2 and a single-phase half-bridge inverter on transistors 3, 4 with series resistors 5, 6 in the emitter circuits, the transistors and series resistors are bridged counter-parallel diodes 7, 8, the input terminals of which are connected to the terminals of the source, including two series-connected filter capacitors 9, 10, a three-winding transformer, as well as a switching capacitor 11 and a switching inductor 12, forming a series resonant circuit connected with a linear fluorescent lamp connected through the primary winding 13 of the transformer to the output terminals of the inverter formed by the common points of the connection of the filter capacitors and the series resistor of the transistor with the collector of the second transistor, accordingly, the first leads of the lamp electrodes are shunted by a switching capacitor, and the second leads are connected through a resistor 14, bases and the transistor is connected to the emitter through a serial circuit from the resistor 15 and the secondary winding 16 of the transformer, connected counter to the primary winding, as well as to the output terminal of the inverter, formed by the connection point of the series resistor of the transistor to the collector of the second transistor, through the capacitor 17, the second resistor 18 and the second a series circuit from a counter diode 19 and a third resistor 20, a transistor circuit with a series resistor is shunted by a damper capacitor 21 and a fourth resistor 22, col the second transistor is connected to the base through the fifth resistor 23, the base of the second transistor is connected to the emitter through a third series circuit from the isolation capacitor 24, the sixth resistor 25 and the second secondary winding 26 of the transformer connected in accordance with the primary winding, as well as to the source terminal connected to a serial resistor of the second transistor through the second capacitor 27 and the fourth serial circuit from the second counter diode 28 and the seventh resistor 29, the base of the transistor is connected to the output of the source an ica connected to the series resistor of the second transistor through a thyristor 30, the control electrode of which is connected to the connection point of the sixth resistor and the second secondary winding of the transformer through the fifth serial circuit from the threshold element 31 and the eighth resistor 32, and to the cathode through the third capacitor 33 and the ninth resistor 34, the posistor is shunted by the fourth capacitor 35.

Электронный пускорегулирующий аппарат для линейной люминесцентной лампы в установившемся режиме работает следующим образом. Источник 2 постоянного напряжения питания вырабатывает и подает напряжение на вход однофазного полумостового инвертора на транзисторах 3, 4 с последовательными резисторами 5, 6 в эмиттерных цепях. В качестве источника 2 постоянного напряжения питания может быть использован выпрямитель с емкостным фильтром на выходе или аккумуляторная батарея. Транзисторы 3, 4 однофазного полумостового инвертора включаются и проводят ток поочередно. Инвертор работает в автогенераторном режиме, что достигается применением последовательной резонансной схемы включения линейной люминесцентной лампы 1 и обратной связи за счет трехобмоточного трансформатора, первичная обмотка 13 которого соединяется последовательно в нагрузочную цепь инвертора, а вторичные обмотки 16, 26 включаются в базовые цепи транзисторов 3, 4. При этом вторичные обмотки 16, 26 трансформатора имеют встречное включение. Базовые токи транзисторов 3, 4 при их работе пропорциональны току в нагрузочной цепи (13-1, 11, 14, 35-12). Увеличение тока базы одного транзистора (3 или 4) приводит к уменьшению тока базы другого транзистора (4 или 3), что вызывает их периодическое переключение с частотой, определяемой величинами суммарной емкости коммутирующего конденсатора 11 и четвертого конденсатора 3, а также индуктивности коммутирующего дросселя 12. Ток в нагрузочной цепи имеет квазисинусоидальную форму. Разделительный конденсатор 24 служит для емкостной развязки цепи управления второго транзистора 4 и, совместно с резистором 24, для ограничения базового тока второго транзистора 4. Одновременно, заряд разделительного конденсатора 24 через резисторы 22, 5, 23, 25, 6 обеспечивает запуск пускорегулирующего аппарата. Второй резистор 18, вторая последовательная цепь из встречного диода 19 и третьего резистора 20, конденсатор 17, а также четвертая последовательная цепь из второго встречного диода 28 и седьмого резистора 29, второй конденсатор 27, соответственно, ограничивают уровни обратного напряжения на базах транзисторов 3, 4 относительно их эмиттеров. Конденсатор 17 и второй резистор 18, второй конденсатор 27 повышают устойчивость транзисторов 3, 4 к большой величине скорости нарастания напряжения на них и электромагнитным помехам в цепях управления. Второй встречный диод 29 предотвращает разряд разделительного конденсатора 24 через седьмой резистор 29, что гарантирует надежный первоначальный запуск устройства. Встречно-параллельные диоды 7, 8 ограничивают величины обратных напряжений на транзисторах 3, 4 инвертора. Демпферный конденсатор 21 и четвертый резистор 22 снижают уровни коммутационных перенапряжений на транзисторах 3, 4. Кроме того, за счет демпферного конденсатора 21 обеспечивается плавное нарастание напряжений на транзисторах 3, 4 и встречно-параллельных диодах 7, 8 (мягкая коммутация) при работе инвертора. Последовательные резисторы 5, 6 в эмиттерных цепях транзисторов 3, 4 демпфируют нагрузочную цепь инвертора и ограничивают броски токов чрез транзисторы 3, 4 в интервалах коммутации. Резисторы 15 и 25 служат для ограничения базовых токов транзисторов 3, 4. Защита электронного пускорегулирующего аппарата для линейной люминесцентной лампы 1 от нарушений электрического режима и выхода элементов из строя обеспечивается, в частности, тиристором 30. При работе устройства в аномальном режиме «открытого катода» линейной люминесцентной лампы 1 (лампа 1 не зажигается) или отключении или замене лампы 1 возрастают токи и напряжения на элементах нагрузочной цепи. Ограничение роста токов и напряжений в режиме «открытого катода» линейной люминесцентной лампы 1 обеспечиваются включением тиристора 30, который блокирует базовую цепь транзистора 3 и вызывает выключение режима автогенерации устройства. Управление тиристором 30 осуществляется по пятой последовательной цепи из порогового элемента 31, восьмого резистора 32. Третий конденсатор 33 и девятый резистор 34 шунтируют управляющий электрод тиристора 30, что повышает помехоустойчивость и обеспечивает селективность защитных цепей устройства. При возрастании токов и напряжений в нагрузочной цепи линейной люминесцентной лампы 1 возрастают напряжения на второй вторичной обмотке 26 трансформатора и последовательном резисторе 6, что приводит к срабатыванию порогового элемента 31 и, соответственно, включению тиристора 30. Девятый резистор 34 обеспечивает разряд третьего конденсатора 33 и восстановление цепи защиты при отключении постоянного напряжения питания устройства от источника 2. При пуске электронного пускорегулирующего аппарата сопротивление позистора 14 является сравнительно низким, и он шунтирует электроды линейной люминесцентной лампы 1. Происходит предварительный нагрев электродов лампы 1 до требуемой температуры током через позистор 14. Далее, по мере нагрева, сопротивление позистора 14 возрастает и инициируется электрический разряд в лампе 1. Незначительный контролируемый подогрев электродов лампы 1 после ее зажигания, с целью оптимизации эмиссионных свойств, производится за счет токов, протекающих через четвертый конденсатор 35 и позистор 14.The electronic ballast for a linear fluorescent lamp in steady state operates as follows. Source 2 constant voltage supply generates and supplies voltage to the input of a single-phase half-bridge inverter on transistors 3, 4 with series resistors 5, 6 in the emitter circuits. As a source 2 of a constant voltage supply, a rectifier with a capacitive filter at the output or a battery can be used. Transistors 3, 4 of a single-phase half-bridge inverter are turned on and conduct current alternately. The inverter operates in the self-generating mode, which is achieved by applying a series resonant circuit for switching on a linear fluorescent lamp 1 and feedback due to a three-winding transformer, the primary winding of which 13 is connected in series to the inverter load circuit, and the secondary windings 16, 26 are connected to the base circuits of transistors 3, 4 In this case, the secondary windings 16, 26 of the transformer have a counter inclusion. The base currents of transistors 3, 4 during their operation are proportional to the current in the load circuit (13-1, 11, 14, 35-12). An increase in the base current of one transistor (3 or 4) leads to a decrease in the base current of another transistor (4 or 3), which causes their periodic switching with a frequency determined by the total capacitance of the switching capacitor 11 and the fourth capacitor 3, as well as the inductance of the switching inductor 12. The current in the load circuit has a quasi-sinusoidal shape. The separation capacitor 24 is used for capacitive isolation of the control circuit of the second transistor 4 and, together with the resistor 24, to limit the base current of the second transistor 4. At the same time, the charge of the separation capacitor 24 through the resistors 22, 5, 23, 25, 6 ensures the launch of the ballast. The second resistor 18, the second series circuit from the counter diode 19 and the third resistor 20, the capacitor 17, as well as the fourth series circuit from the second counter diode 28 and the seventh resistor 29, the second capacitor 27, respectively, limit the reverse voltage levels at the bases of transistors 3, 4 regarding their emitters. The capacitor 17 and the second resistor 18, the second capacitor 27 increase the resistance of the transistors 3, 4 to a large value of the slew rate of voltage on them and electromagnetic interference in the control circuits. The second counter diode 29 prevents the discharge of the isolation capacitor 24 through the seventh resistor 29, which ensures reliable initial startup of the device. Counter-parallel diodes 7, 8 limit the magnitude of the reverse voltages on the transistors 3, 4 of the inverter. The damper capacitor 21 and the fourth resistor 22 reduce the level of switching overvoltages on the transistors 3, 4. In addition, due to the damper capacitor 21, a smooth increase in the voltage on the transistors 3, 4 and counter-parallel diodes 7, 8 (soft switching) during operation of the inverter is ensured. Series resistors 5, 6 in the emitter circuits of transistors 3, 4 damp the load circuit of the inverter and limit the inrush currents through transistors 3, 4 in the switching intervals. Resistors 15 and 25 serve to limit the base currents of transistors 3, 4. Protection of the electronic ballast for linear fluorescent tubes 1 from violations of the electric mode and the failure of elements is provided, in particular, by thyristor 30. When the device is operating in an anomalous "open cathode" mode linear fluorescent lamp 1 (lamp 1 does not light) or by turning off or replacing lamp 1, currents and voltages on the elements of the load circuit increase. The limitation of the growth of currents and voltages in the "open cathode" mode of the linear fluorescent lamp 1 is provided by turning on the thyristor 30, which blocks the base circuit of the transistor 3 and causes the device to turn off automatically. Thyristor 30 is controlled by a fifth series circuit from a threshold element 31, an eighth resistor 32. A third capacitor 33 and a ninth resistor 34 bypass the control electrode of the thyristor 30, which increases the noise immunity and ensures the selectivity of the protective circuits of the device. With increasing currents and voltages in the load circuit of the linear fluorescent lamp 1, voltages increase on the second secondary winding 26 of the transformer and the series resistor 6, which leads to the actuation of the threshold element 31 and, accordingly, the inclusion of the thyristor 30. The ninth resistor 34 provides the discharge of the third capacitor 33 and recovery the protection circuit when disconnecting the DC voltage of the device from source 2. When starting the electronic ballast, the resistance of the resistor 14 is a comparative It is low, and it shunts the electrodes of the linear fluorescent lamp 1. The electrodes of lamp 1 are preheated to the required temperature by current through the resistor 14. Then, as the resistor 14 increases, the resistance of the resistor increases and an electric discharge in the lamp 1 is initiated. Slight controlled heating of the lamp electrodes 1 after its ignition, in order to optimize the emission properties, it is produced due to the currents flowing through the fourth capacitor 35 and the resistor 14.

Транзисторы инвертора 3, 4 могут иметь структуры с встроенными или модульные конструкции с предустановленными встречно-параллельными диодами. В этом случае отпадает необходимость в установке дополнительных встречно-параллельных диодов 7, 8. Конденсаторы фильтра 9, 10 являются электролитическими либо пленочными. Диоды 7, 8, 19, 28 должны быть быстродействующими. В качестве порогового элемента 31 могут быть использованы стабилитроны, стабисторы, динисторы или обычные диоды. Для повышения порога срабатывания возможно соединение нескольких диодов последовательно.Inverter transistors 3, 4 can have structures with built-in or modular designs with pre-installed anti-parallel diodes. In this case, there is no need to install additional anti-parallel diodes 7, 8. The filter capacitors 9, 10 are electrolytic or film. Diodes 7, 8, 19, 28 should be fast. As the threshold element 31, zener diodes, stabistors, dinistors or conventional diodes can be used. To increase the threshold, it is possible to connect several diodes in series.

По сравнению с прототипом существенно повышается надежность работы линейной люминесцентной лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом. Заявляемый электронный пускорегулирующий аппарат может быть использован для ответственных энергосберегающих применений, обеспечивающих повышенную надежность работы с «теплым» стартом линейной люминесцентной лампы и защиту от режима «открытого катода», перегрузок и перегрева устройства. Это достигается за счет комплексного снижения амплитуд токов через электроды лампы в длительном режиме работы и значений коэффициента формы тока. Обеспечиваются оптимальные режимы работы с контролируемым подогревом электродов линейной люминесцентной лампы. Положительные качества обусловлены также использованием эффективной схемы защиты на тиристоре, оптимизацией управляющих цепей транзисторов и пускового режима, снижением коммутационных потерь в транзисторах инвертора и диодах устройства, а также электрических потерь в коммутирующем дросселе. Снижаются уровни перенапряжений на элементах устройства, электромагнитных помех, возникающих при выключении транзисторов, электрических потерь в коммутирующем дросселе и других элементах устройства за счет «мягкой» коммутации транзисторов и действия демпферного конденсатора. Повышается устойчивость и, следовательно, надежность работы электронного пускорегулирующего аппарата для линейной люминесцентной лампы, срывов инвертирования при работе на динамическую нагрузку, что повышает и надежность работы линейной люминесцентной лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом.Compared with the prototype significantly increases the reliability of the linear fluorescent lamp with an electronic ballast. The inventive electronic ballast can be used for energy-saving applications that provide increased reliability with a "warm" start of a linear fluorescent lamp and protection from the "open cathode", overload and overheating of the device. This is achieved through a comprehensive reduction in the amplitudes of currents through the lamp electrodes in continuous operation and the values of the current shape coefficient. Optimum operating modes are provided with controlled heating of the electrodes of a linear fluorescent lamp. Positive qualities are also due to the use of an effective thyristor protection circuit, optimization of transistor control circuits and starting mode, reduction of switching losses in the inverter transistors and diodes of the device, as well as electrical losses in the switching inductor. Reduced levels of overvoltage on the elements of the device, electromagnetic interference arising when the transistors are turned off, electrical losses in the switching choke and other elements of the device due to the "soft" switching of transistors and the action of the damper capacitor. The stability and, consequently, the reliability of the electronic ballast for linear fluorescent lamps, inversion failures during dynamic load operation are increased, which increases the reliability of the linear fluorescent tubes with electronic ballasts.

Повышение надежности линейной люминесцентной лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом лампы оценивается по времени наработки на отказ. В соответствии с результатами экспериментальных исследований время наработки на отказ лампы и срок ее службы могут быть увеличены в 1,5÷2,0 раза.The increase in the reliability of a linear fluorescent lamp with an electronic control gear of the lamp is estimated by the mean time between failures. In accordance with the results of experimental studies, the time between lamp failures and their service life can be increased by 1.5–2.0 times.

Коэффициент полезного действия устройства повышается на 2-3% за счет уменьшения потерь энергии на подогрев электродов лампы в длительном режиме работы.The efficiency of the device is increased by 2-3% due to the reduction of energy losses for heating the lamp electrodes in continuous operation.

Может быть существенно упрощена конструкция и снижена цена устройства за счет оптимизации схемы и обеспечения возможности использования транзисторов и диодов со сниженными требованиями к их параметрам и более низкой ценой.The design can be greatly simplified and the price of the device can be reduced by optimizing the circuit and making it possible to use transistors and diodes with reduced requirements for their parameters and a lower price.

По сравнению с прототипом могут быть снижены до 15% и весогабаритные показатели заявляемого электронного пускорегулирующего аппарата для линейной люминесцентной лампы за счет оптимизации схемы и конструкции, что также расширяет и его область применения.Compared with the prototype, the weight and dimensions of the inventive electronic ballasts for linear fluorescent lamps can be reduced by optimizing the circuit and design, which also extends its scope.

Claims

An electronic ballast for a linear fluorescent lamp connected to the output terminals of the device using a serial resonant circuit, containing a constant voltage power source and a single-phase half-bridge inverter on transistors with series resistors in emitter circuits, transistor and series resistors circuits are shunted with counter-parallel diodes, the input terminals of which connected to the terminals of the source, including two series-connected filter capacitors, tri full-time transformer, as well as a switching capacitor and a switching inductor, forming a series resonant circuit connected with a linear fluorescent lamp, connected through the primary winding of the transformer to the output terminals of the inverter, formed by the common points of the connection of the filter capacitors and the series resistor of the transistor to the collector of the second transistor, respectively, the first conclusions of the lamp electrodes are shunted by a switching capacitor, and the second terminals are connected through a posistor, the base of the transistor It is connected to the emitter through a serial circuit from the resistor and the secondary winding of the transformer connected counterclockwise to the primary winding, as well as to the output terminal of the inverter, formed by the connection point of the series resistor of the transistor to the collector of the second transistor, through the capacitor, the second resistor, and the second serial circuit from the counter diode and the third resistor, the transistor circuit with a series resistor is shunted by a damper capacitor and the fourth resistor, the collector of the second transistor is connected is connected with the base through the fifth resistor, the base of the second transistor is connected to the emitter through the third serial circuit of the isolation capacitor, the sixth resistor and the second secondary winding of the transformer, connected in accordance with the primary winding, as well as to the output of the source connected to the serial resistor of the second transistor through the second capacitor and the fourth serial circuit from the second counter diode and the seventh resistor, the base of the transistor is connected to the output of the source connected to the serial res the second transistor, through the thyristor, the control electrode of which is connected to the junction point of the sixth resistor and the second secondary winding of the transformer through the fifth serial circuit of the threshold element and the eighth resistor, and to the cathode through the third capacitor and ninth resistor, the resistor is shunted by the fourth capacitor.