RU95947U1

RU95947U1 - ELECTRONIC START-UP CONTROL UNIT FOR DISCHARGE LAMP

Info

Publication number: RU95947U1
Application number: RU2010103993/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Силкин
Original assignee: Евгений Михайлович Силкин
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2010-07-10

Abstract

Электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной 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, кламп, шунтирующий выходные выводы выпрямителя и включающий последовательную цепь из конденсатора, диода и второго конденсатора, а также второй и третий диоды, общие точки соединения конденсаторов и диода последовательной цепи клампа подключены к соответствующим выходным выводам выпрямителя через включенные встречно второй и третий диоды соответственно, однофазный полумостовой инвертор на транзисторах с встречно-параллельными диодами, входные выводы которого соединены с выходными выводами выпрямителя, включающий также два последовательно соединенных конденсатора фильтра, трехобмоточный трансформатор, а также коммутирующий конденсатор и коммутирующий дроссель, образующие с газоразрядной 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 резистор и вторую последовательную цепь из вторичной обмотки трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, разделительного конденсатора и второго резистора, транзистор зашунтирован демпферным конденсатором и третьим резистором, коллектор второго транзистора соединен с базой через четвертый резистор, база второго транзистора подключена к эмиттеру чер An electronic ballast for a gas discharge lamp connected to the output terminals of the device using a serial 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 clamp, shunting the output terminals of the rectifier and including a serial circuit from the capacitor, diode and the second capacitor, as well as the second and third diodes, the common connection points of the capacitors and the diode of the serial circuit of the clamp are connected to the current output terminals of the rectifier through the included second and third diodes, respectively, 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 two filter capacitors in series, a three-winding transformer, as well as a switching capacitor and a switching throttle forming a series resonant circuit connected to a transform winding with a gas discharge lamp torus to the output terminals of the inverter, formed by the common points of the connection of the filter capacitors and transistors, respectively, the base of the transistor is connected to the emitter through a resistor and a second serial circuit from the secondary winding of the transformer connected in opposite to the primary winding, an isolation capacitor and a second resistor, the transistor is shunted by a damper capacitor and a third resistor, the collector of the second transistor is connected to the base through the fourth resistor, the base of the second transistor is connected to the emitter

Description

Полезная модель относится к приборостроению, светотехнике и 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 расширяет область применения электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы.The utility model relates to instrumentation, lighting and conversion 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 extends the scope of application of an electronic ballast for a discharge lamp.

Известен электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной 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 газоразрядной лампой последовательную резонансную схему, подключенную к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и транзисторов соответственно (Электронные компоненты. Каталог.- Изд-во Платан, 2008. - С.15).Known electronic ballast for a gas discharge lamp connected to the output terminals of the device in a serial 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 two series connected filter capacitor, a switching capacitor and a switching reactor, forming a series resonant circuit with a discharge lamp connected to the output terminals of the inverter formed by the common connection points of the filter capacitors and transistors, respectively (Electronic components. Catalog. - Publishing house Platan, 2008. - С .fifteen).

Недостатком электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы является узкая область применения из-за низкого значения коэффициента мощности, высоких уровней гармонических составляющих потребляемого из сети тока, больших амплитуд пусковых токов и повышенных пульсаций светового потока газоразрядной лампы, а также недостаточной надежности работы устройства.The disadvantage of an electronic ballast for a gas discharge lamp is its narrow scope due to the low power factor, high harmonic components of the current consumed from the network, large amplitudes of the starting currents and increased pulsations of the light flux of the gas discharge lamp, as well as insufficient reliability of the device.

Известен электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной 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 газоразрядной 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 gas discharge lamp connected to the output terminals of the device in a serial 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, a filter capacitor, shunting the output terminals of the rectifier, a single-phase half-bridge an inverter on transistors with anti-parallel diodes, the input terminals of which are connected to the output terminals of the rectifier, including in addition, two series-connected filter capacitors, a three-winding transformer, as well as a switching capacitor and a switching inductor, forming a series resonant circuit connected to the inverter output terminals formed by the common connection points of the filter capacitors and transistors with a gas discharge lamp, respectively, the transistor base is connected to the emitter through a serial circuit from the secondary winding of the transformer, connected counter to the primary th winding of 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 in accordance 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 opportunities in azrabotki electronic ballasts // Power electronics. - 2006. - No. 2. - S.26).

Недостатком электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы является узкая область применения из-за низких значений коэффициентов мощности и полезного действия, высоких уровней гармонических составляющих потребляемого из сети тока, больших амплитуд пусковых токов, повышенных пульсаций светового потока и значений коэффициента формы тока газоразрядной лампы, а также недостаточной надежности работы устройства.The disadvantage of an electronic ballast for a discharge lamp is its narrow scope due to low values of power factors and efficiency, high levels of harmonic components of current consumed from the network, large amplitudes of starting currents, increased ripple of the light flux and values of the shape factor of the discharge lamp, as well as insufficient reliability of the device.

Известен электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной 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 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 также два последовательно соединенных конденсатора фильтра, трехобмоточный трансформатор, а также коммутирующий конденсатор и коммутирующий дроссель, образующие с газоразрядной 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 gas discharge lamp connected to the output terminals of the device in a serial 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 filter inductor, 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 the two last connected filter capacitor, three-winding transformer, as well as a switching capacitor and a switching inductor, forming a series resonant circuit connected to a discharge lamp of the transformer connected to the output terminals of the inverter, formed by the common connection points of the filter capacitors and transistors, respectively, the transistor base is connected to the emitter via a serial circuit from the secondary winding of the transformer, connected counter to the primary winding, and a resistor , The second transistor base is connected to the emitter via a second series circuit of a second transformer secondary winding included in accordance with the 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 газоразрядной лампы является наиболее близким по технической сущности к полезной модели и выбран в качестве прототипа.The specified electronic ballast for a discharge lamp is the closest in technical essence to a utility model and is selected as a prototype.

Недостатком прототипа является узкая область применения из-за низких значений коэффициентов мощности и полезного действия, высоких уровней гармонических составляющих потребляемого из сети тока, больших амплитуд пусковых токов, повышенных пульсаций светового потока и значений коэффициента формы тока газоразрядной лампы, а также недостаточной надежности работы устройства.The disadvantage of the prototype is a narrow scope due to low values of power and efficiency factors, high levels of harmonic components of current consumed from the network, large amplitudes of starting currents, increased ripple of the light flux and values of the shape factor of the discharge lamp current, as well as insufficient reliability of the device.

Полезная модель направлена на решение задачи расширения области применения электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы, что является целью полезной модели.The utility model is aimed at solving the problem of expanding the scope of application of an electronic ballast for a gas discharge lamp, which is the purpose of the utility model.

Указанная цель достигается тем, что в электронном пускорегулирующем аппарате для газоразрядной лампы, подключенной к выходным выводам аппарата по последовательной резонансной схеме, содержащем однофазный мостовой выпрямитель на диодах, входные выводы которого соединены с входными выводами аппарата через плавкую вставку, кламп, шунтирующий выходные выводы выпрямителя и включающий последовательную цепь из конденсатора, диода и второго конденсатора, а также второй и третий диоды, общие точки соединения конденсаторов и диода последовательной цепи клампа подключены к соответствующим выходным выводам выпрямителя через включенные встречно второй и третий диоды соответственно, однофазный полумостовой инвертор на транзисторах с встречно-параллельными диодами, входные выводы которого соединены с выходными выводами выпрямителя, включающий также два последовательно соединенных конденсатора фильтра, трехобмоточный трансформатор, а также коммутирующий конденсатор и коммутирующий дроссель, образующие с газоразрядной 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 резистор и вторую последовательную цепь из вторичной обмотки трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, разделительного конденсатора и второго резистора, транзистор зашунтирован демпферным конденсатором и третьим резистором, коллектор второго транзистора соединен с базой через четвертый резистор, база второго транзистора подключена к эмиттеру через третью последовательную цепь из включенного встречно четвертого диода и пятого резистора, а также через четвертую последовательную цепь из второй вторичной обмотки трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, второго разделительного конденсатора и шестого резистора.This goal is achieved by the fact that in an electronic ballast for a gas discharge lamp connected to the output terminals of the device in a serial 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 clamp, shunting the output terminals of the rectifier and including a series circuit of a capacitor, a diode and a second capacitor, as well as a second and third diodes, common points of connection of the capacitors and the diode are followed Clamp valve circuits are connected to the corresponding output terminals of the rectifier through on-board second and third diodes, respectively, 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 two filter capacitors connected in series, a three-winding transformer, and also a switching capacitor and a switching reactor, forming a series resonant circuit with a discharge lamp, is 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 transistors, respectively, the base of the transistor is connected to the emitter through a resistor and a second serial circuit from the secondary winding of the transformer connected in opposite to the primary winding, a separation capacitor and a second resistor, the transistor is shunted a damper capacitor and a third resistor, the collector of the second transistor is connected to the base through the fourth resistor, the base of the second the transistor is connected to the emitter through a third serial circuit from an oncoming fourth diode and a fifth resistor, as well as through a fourth serial circuit from a second secondary winding of the transformer, connected in accordance with the primary winding, a second isolation capacitor and a sixth resistor.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является расширение области применения, что достигается комплексным повышением значений коэффициентов мощности и полезного действия, снижением уровней гармонических составляющих потребляемого из сети тока, уменьшением амплитуд пусковых токов, пульсаций светового потока и значений коэффициента формы тока газоразрядной лампы, а также повышением надежности работы устройства за счет использования эффективного клампа, оптимизации управляющих цепей транзисторов и пускового режима устройства, снижения коммутационных потерь в транзисторах инвертора и диодах выпрямителя, а также электрических потерь в коммутирующем дросселе. Заявляемый электронный пускорегулирующий аппарат может быть использован для ответственных энергосберегающих применений.A significant difference characterizing the utility model is the expansion of the scope, which is achieved by a comprehensive increase in the values of power factors and efficiency, lower levels of harmonic components of the current consumed from the network, a decrease in the amplitudes of inrush currents, pulsations of the light flux and values of the shape factor of the discharge lamp current, as well as increasing the reliability of the device due to the use of an effective clamp, optimization of control circuits of transistors and starting mode and devices that reduce switching losses in the inverter transistors and rectifier diodes, as well as electrical losses in the switching reactor. The inventive electronic ballast can be used for critical energy-saving applications.

Расширение области применения электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы 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 газоразрядной лампы являются существенными.The expansion of the scope of the electronic ballast for a gas discharge lamp is the technical result due to new elements in the circuit, the order of their inclusion and new connections, that is, the hallmarks of the utility model. Thus, the distinguishing features of the claimed electronic ballast for a discharge lamp are significant.

На рисунке приведена схема электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы.The figure shows a diagram of an electronic ballast for a discharge lamp.

Электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной лампы 1, подключенной к выходным выводам аппарата по последовательной резонансной схеме, содержит однофазный мостовой выпрямитель на четырех диодах 2-5, входные выводы которого соединены с входными выводами аппарата через плавкую вставку 6, кламп, шунтирующий выходные выводы выпрямителя и включающий последовательную цепь из конденсатора 7, диода 8 и второго конденсатора 9, а также второй 10 и третий 11 диоды, общие точки соединения конденсаторов и диода последовательной цепи клампа подключены к соответствующим выходным выводам выпрямителя через включенные встречно второй и третий диоды соответственно, однофазный полумостовой инвертор на транзисторах 12, 13 с встречно-параллельными диодами 14, 15, входные выводы которого соединены с выходными выводами выпрямителя, включающий также два последовательно соединенных конденсатора фильтра 16, 17, трехобмоточный трансформатор, а также коммутирующий конденсатор 18 и коммутирующий дроссель 19, образующие с газоразрядной лампой последовательную резонансную схему, подключенную через первичную обмотку 20 трансформатора к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и транзисторов соответственно, база транзистора подключена к эмиттеру через резистор 21 и вторую последовательную цепь из вторичной обмотки 22 трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, разделительного конденсатора 23 и второго резистора 24, транзистор зашунтирован демпферным конденсатором 25 и третьим резистором 26, коллектор второго транзистора соединен с базой через четвертый резистор 27, база второго транзистора подключена к эмиттеру через третью последовательную цепь из включенного встречно четвертого диода 28 и пятого резистора 29, а также через четвертую последовательную цепь из второй вторичной обмотки 30 трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, второго разделительного конденсатора 31 и шестого резистора 32.The electronic ballast for a gas discharge lamp 1 connected to the output terminals of the device in a serial resonant circuit contains a single-phase bridge rectifier on four diodes 2-5, the input terminals of which are connected to the input terminals of the device through a fuse box 6, a clamp that shunts the output terminals of the rectifier and includes a series circuit of a capacitor 7, a diode 8 and a second capacitor 9, as well as a second 10 and a third 11 diodes, common points of connection of the capacitors and the diode of the series clamp circuit in are connected to the corresponding output terminals of the rectifier through the included second and third diodes respectively, a single-phase half-bridge inverter on transistors 12, 13 with counter-parallel diodes 14, 15, the input terminals of which are connected to the output terminals of the rectifier, which also includes two series-connected filter capacitors 16, 17, a three-winding transformer, as well as a switching capacitor 18 and a switching inductor 19, forming a series resonant circuit connected to a gas discharge lamp Without the primary winding 20 of the transformer to the output terminals of the inverter, formed by the common points of the connection of the filter capacitors and transistors, respectively, the base of the transistor is connected to the emitter through a resistor 21 and a second serial circuit from the secondary winding 22 of the transformer connected in opposite to the primary winding, the isolation capacitor 23 and the second resistor 24, the transistor is shunted by the damper capacitor 25 and the third resistor 26, the collector of the second transistor is connected to the base through the fourth resistor 27, the base is W The next transistor is connected to the emitter through the third serial circuit from the oncoming fourth counter diode 28 and the fifth resistor 29, as well as through the fourth serial circuit from the second secondary winding 30 of the transformer, connected in accordance with the primary winding, the second isolation capacitor 31 and the sixth resistor 32.

Электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной лампы в установившемся режиме работает следующим образом. Однофазный мостовой выпрямитель на диодах 2-5 преобразует переменное напряжение сети в знакопостоянное напряжение. Кламп обеспечивает эффективную и Надежную фильтрацию напряжения выпрямителя. Заряд конденсаторов 7, 9 клампа осуществляется от источника питания (выпрямителя) через диод 8. Таким образом, конденсаторы 7, 9 клампа при заряде подключаются последовательно, что уменьшает амплитуды токов заряда и напряжения на них. Разряд конденсаторов 7, 9 происходит параллельно за счет работы диодов 10, 11 клампа. Параллельное подключение конденсаторов 10, 11 при их разряде позволяет улучшить фильтрующие свойства клампа при одновременном обеспечении высокого коэффициента мощности устройства (до 0,96). Транзисторы 12, 13 однофазного полумостового инвертора включаются и проводят ток поочередно. Инвертор работает в автогенераторном режиме, что достигается применением последовательной резонансной схемы включения газоразрядной лампы 1 и обратной связи за счет трехобмоточного трансформатора, первичная обмотка 20 которого соединяется последовательно в нагрузочную цепь инвертора, а вторичные обмотки 22, 30 включаются в базовые цепи транзисторов 12, 13. При этом вторичные обмотки 22, 30 трансформатора имеют встречное включение. Базовый ток транзисторов 12, 13 при их работе пропорционален току в нагрузочной цепи. Увеличение тока базы одного транзистора (12 или 13) приводит к уменьшению тока базы другого транзистора (13 или 12), что вызывает их периодическое переключение с частотой, определяемой величинами емкости коммутирующего конденсатора 18 и индуктивности коммутирующего дросселя 19. Ток в нагрузочной цепи имеет квазисинусоидальную форму. Разделительные конденсаторы 23, 31 служат для емкостной развязки цепей управления и, совместно с резисторами 24, 32, для ограничения базовых токов транзисторов 12, 13. Одновременно, заряд разделительного конденсатора 31 через резисторы 26, 27 обеспечивает запуск аппарата. Резисторы 21, 29 ограничивают уровни обратного напряжения на базах транзисторов 12, 13 относительно их эмиттеров. Резистор 21 также повышает устойчивость транзистора 12 к большой величине скорости нарастания напряжения. Диод 28 предотвращает разряд разделительного конденсатора 31 через резистор 29, что гарантирует надежный первоначальный запуск устройства. Встречно-параллельные диоды 14, 15 ограничивают величины обратных напряжений на транзисторах 12, 13 инвертора. Демпферный конденсатор 25 и резистор 26 снижают уровни коммутационных перенапряжений на транзисторах 12, 13. Кроме того, за счет демпферного конденсатора 25 обеспечивается плавное нарастание напряжений на транзисторах 12, 13 и встречно-параллельных диодах 14, 15 (мягкая коммутация) при работе инвертора. Защита электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы от нарушений электрического режима и выхода элементов из строя обеспечивается плавкой вставкой 6.Electronic ballast for a discharge lamp in steady state operates as follows. A single-phase bridge rectifier on diodes 2-5 converts the alternating voltage of the network into alternating voltage. The clamp provides an efficient and reliable filtering of the voltage of the rectifier. The clamp capacitors 7, 9 are charged from the power source (rectifier) through the diode 8. Thus, the clamp clamp capacitors 7, 9 are connected in series when charging, which reduces the amplitudes of the charge currents and voltage on them. The discharge of capacitors 7, 9 occurs in parallel due to the operation of the clamp diodes 10, 11. The parallel connection of capacitors 10, 11 during their discharge allows to improve the filtering properties of the clamp while ensuring a high power factor of the device (up to 0.96). Transistors 12, 13 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 sequential resonant circuit for switching on the discharge lamp 1 and feedback due to a three-winding transformer, the primary winding of which 20 is connected in series to the inverter load circuit, and the secondary windings 22, 30 are connected to the base circuits of transistors 12, 13. In this case, the secondary windings 22, 30 of the transformer have a counter inclusion. The base current of the transistors 12, 13 during their operation is proportional to the current in the load circuit. An increase in the base current of one transistor (12 or 13) leads to a decrease in the base current of another transistor (13 or 12), which causes their periodic switching with a frequency determined by the capacitance of the switching capacitor 18 and the inductance of the switching inductor 19. The current in the load circuit has a quasi-sinusoidal shape . The separation capacitors 23, 31 are used for capacitive isolation of the control circuits and, together with the resistors 24, 32, to limit the base currents of the transistors 12, 13. At the same time, the charge of the separation capacitor 31 through the resistors 26, 27 enables the device to start. Resistors 21, 29 limit the reverse voltage levels at the bases of transistors 12, 13 relative to their emitters. The resistor 21 also increases the stability of the transistor 12 to a large value of the slew rate. The diode 28 prevents the discharge of the isolation capacitor 31 through the resistor 29, which guarantees a reliable initial start-up of the device. Counter-parallel diodes 14, 15 limit the magnitude of the reverse voltages on the transistors 12, 13 of the inverter. The damper capacitor 25 and the resistor 26 reduce the levels of switching overvoltages on the transistors 12, 13. In addition, due to the damper capacitor 25, a smooth increase in the voltage on the transistors 12, 13 and counter-parallel diodes 14, 15 (soft switching) during operation of the inverter is ensured. Protection of the electronic ballast for a discharge lamp from violations of the electric mode and the failure of elements is provided by fuse box 6.

Транзисторы инвертора 12, 13 могут иметь структуры с встроенными или модульные конструкции с предустановленными встречно-параллельными диодами. В этом случае отпадает необходимость в установке встречно-параллельных диодов 14, 15. Конденсаторы 7, 9 клампа являются электролитическими либо пленочными с величиной емкости около 0,17 мкФ/Вт. Диоды 8, 10, 11, 14, 15 должны быть быстродействующими.The inverter transistors 12, 13 may have structures with built-in or modular designs with pre-installed counter-parallel diodes. In this case, there is no need to install counter-parallel diodes 14, 15. Clamp capacitors 7, 9 are electrolytic or film with a capacitance of about 0.17 μF / W. Diodes 8, 10, 11, 14, 15 should be fast.

По сравнению с прототипом существенно расширяется область применения электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы. Заявляемый электронный пускорегулирующий аппарат может быть использован для ответственных энергосберегающих применений. Это достигается за счет комплексного повышения коэффициентов мощности и полезного действия устройства, снижения уровней гармонических составляющих потребляемого из сети тока, уменьшения амплитуд пусковых токов, пульсаций светового потока и значений коэффициента формы тока газоразрядной лампы, а также повышения надежности работы устройства. Положительные качества обусловлены использованием эффективного клампа, оптимизацией управляющих цепей транзисторов и пускового режима, снижением коммутационных потерь в транзисторах инвертора и диодах выпрямителя, 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 газоразрядной лампы, срывов инвертирования при работе на динамическую нагрузку.Compared with the prototype, the scope of application of an electronic ballast for a discharge lamp is significantly expanded. The inventive electronic ballast can be used for critical energy-saving applications. This is achieved through a comprehensive increase in the power factors and efficiency of the device, lowering the levels of harmonic components of the current consumed from the network, reducing the amplitudes of the starting currents, the pulsation of the light flux and the values of the shape factor of the gas discharge lamp, as well as increasing the reliability of the device. Positive qualities are due to the use of an effective clamp, optimization of transistor control circuits and starting mode, reduction of switching losses in the inverter transistors and rectifier diodes, 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. Increases the stability and, therefore, the reliability of the electronic ballast for a discharge lamp, disruption of inversion when working on a dynamic load.

Повышение надежности электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы оценивается по времени наработки на отказ. В соответствии с результатами экспериментальных исследований время наработки на отказ заявляемого аппарата может быть увеличено на 70÷80%.Improving the reliability of an electronic ballast for a discharge lamp is estimated by the mean time between failures. In accordance with the results of experimental studies, the time between failures of the claimed apparatus can be increased by 70 ÷ 80%.

Коэффициент полезного действия устройства повышается на 3-4% за счет уменьшения потерь энергии в элементах, в том числе, по причине значительного уменьшения амплитуд импульсов входного тока устройства.The efficiency of the device increases by 3-4% due to the reduction of energy losses in the elements, including due to a significant decrease in the amplitudes of the pulses of the input current of the device.

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 весо-габаритные показатели заявляемого электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы за счет оптимизации схемы и конструкции, что также расширяет область применения.Compared with the prototype can be reduced (up to 15%) and weight and dimensions of the inventive electronic ballasts for gas discharge lamps by optimizing the circuit and design, which also expands the scope.

Claims

An electronic ballast for a gas discharge lamp connected to the output terminals of the device using a serial 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 clamp, shunting the output terminals of the rectifier and including a serial circuit from the capacitor, diode and the second capacitor, as well as the second and third diodes, the common connection points of the capacitors and the diode of the serial circuit of the clamp are connected to the corresponding the current output terminals of the rectifier through the included second and third diodes, respectively, 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 two filter capacitors in series, a three-winding transformer, as well as a switching capacitor and a switching inductor forming a series resonant circuit connected to a transform winding with a gas discharge lamp torus to the output terminals of the inverter, formed by the common points of the connection of the filter capacitors and transistors, respectively, the base of the transistor is connected to the emitter through a resistor and a second serial circuit from the secondary winding of the transformer connected in opposite to the primary winding, an isolation capacitor and a second resistor, the transistor is shunted by a damper capacitor and a third resistor, the collector of the second transistor is connected to the base through the fourth resistor, the base of the second transistor is connected to the emitter of the third series circuit from the on opposite fourth diode and the fifth resistor, and through a fourth series circuit of a second transformer secondary winding included in accordance with the primary winding of the second capacitor and the sixth resistor.