RU95948U1

RU95948U1 - ELECTRONIC START-UP CONTROL UNIT FOR DISCHARGE LAMP

Info

Publication number: RU95948U1
Application number: RU2010111928/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Силкин; Федор Дмитриевич Кудашкин; Александр Семенович Мелешкин; Надежда Ильинична Устимова
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Ксенон"
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2010-07-10

Abstract

Электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной 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 выходными выводами источника, включающий также два последовательно соединенных конденсатора фильтра, четырехобмоточный 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 резистора и вторичной обмотки трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, зашунтированную встречным диодом, транзистор зашунтирован демпферным конденсатором и вторым резистором, коллектор второго транзистора соединен с базой через третий резистор, база второго транзистора подключена к эмиттеру через вторую последовательную цепь из разделительного конденсатора, четвертого резистора и второй вторичной обмотки трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, зашунтированную вторым встречным диодом, база транзистора соединена с эмиттером второго транзистора через тиристор, управляющий электрод которого подключен к катоду через третью последовательную цепь из порогового элемента, пятого резистора и третьей вторичной обмотки трансформатора, включенно An electronic ballast for a gas discharge 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 counter-parallel diodes, the input terminals of which are connected to the output terminals of the source, which also includes two filter capacitors connected in series , a four-winding transformer, as well as a switching capacitor and a switching reactor, forming from a gas discharge with a 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 resistor and the secondary winding of the transformer connected in the opposite direction with the primary winding, shunted by the oncoming diode , the transistor is shunted by a damper capacitor and a second resistor, the collector of the second transistor is connected to the base through h is a third resistor, the base of the second transistor is connected to the emitter through a second series circuit of an isolation capacitor, a fourth resistor and a second secondary winding of the transformer, connected according to the primary winding, shunted by the second counter diode, the base of the transistor is connected to the emitter of the second transistor through a thyristor, the control electrode of which connected to the cathode through a third serial circuit of a threshold element, a fifth resistor and a third secondary winding of the transformer, included

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 электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы.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 the 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 (Платан. Электронные компоненты. Каталог. - Изд-во ЗАО Платан Компоненте, 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 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 gas discharge lamp, respectively (Platan. Electronic components. Catalog. - Publishing House Platan Component, 2008 .-- P.15).

Недостатком электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы является низкая надежность работы из-за низких значений коэффициента мощности и коэффициента полезного действия, что приводит к росту амплитуды токов через элементы устройства и электроды лампы, отсутствия защиты от перегрева элементов и аномальных режимов, в том числе, «открытого катода» газоразрядной лампы, а также аварийного отключения в конце срока службы лампы.The disadvantage of an electronic ballast for a gas discharge lamp is its low reliability due to low power factor and efficiency, which leads to an increase in the amplitude of currents through the device elements and lamp electrodes, the lack of protection against overheating of elements and abnormal modes, including, " open cathode "discharge lamp, as well as emergency shutdown at the end of the lamp life.

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 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 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 with a linear fluorescent lamp 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 of the transistor connected to the emitter through a serial circuit from the secondary winding of the transformer, turned on counter with a primary winding and a 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 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 features in the development of electronic ballasts // Power electronics. - 2006. - No. 2. - S.26).

Недостатком электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы является низкая надежность работы 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 элементов и аномальных режимов, в том числе, «открытого катода» газоразрядной лампы, а также аварийного отключения в конце срока службы лампы.The disadvantage of an electronic ballast for a gas discharge lamp is its low reliability due to low values of power factor and efficiency, which leads to an increase in the amplitude of currents through the lamp electrodes and, accordingly, the current shape factor, possible overheating of elements and abnormal modes, including , An "open cathode" of a discharge lamp, as well as an emergency shutdown at the end of the lamp life.

Известен электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной 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 gas discharge 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 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 choke, forming a linear luminescent With a 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, connected in accordance with the primary th 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 низкая надежность работы из-за высоких значений амплитуд токов через элементы устройства и электроды лампы и, соответственно, коэффициента формы тока, возможного перегрева элементов и аномальных режимов, в том числе, «открытого катода» газоразрядной лампы, а также аварийного отключения в конце срока службы лампы.The disadvantage of the prototype is the low reliability due to the high values of the amplitudes of the currents through the elements of the device and the electrodes of the lamp and, accordingly, the shape factor of the current, possible overheating of the elements and abnormal modes, including the “open cathode” of the discharge lamp, as well as emergency shutdown in end of lamp life.

Полезная модель направлена на решение задачи повышения надежности работы электронного пускорегулирующего аппарата, что является целью полезной модели.The utility model is aimed at solving the problem of improving the reliability of the electronic ballast, 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 источник постоянного напряжения питания и однофазный полумостовой инвертор на транзисторах с встречно-параллельными диодами, входные выводы которого соединены с выходными выводами источника, включающий также два последовательно соединенных конденсатора фильтра, четырехобмоточный 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 резистора и вторичной обмотки трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, зашунтированную встречным диодом, транзистор зашунтирован демпферным конденсатором и вторым резистором, коллектор второго транзистора соединен с базой через третий резистор, база второго транзистора подключена к эмиттеру через вторую последовательную цепь из разделительного конденсатора, четвертого резистора и второй вторичной обмотки трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, зашунтированную вторым встречным диодом, база транзистора соединена с эмиттером второго транзистора через тиристор, управляющий электрод которого подключен к катоду через третью последовательную цепь из порогового элемента, пятого резистора и третьей вторичной обмотки трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, зашунтированную шестым резистором.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 constant voltage power supply and 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 source, also including two series-connected filter capacitors, a four-winding transformer, as well as a switching capacitor and a commutator the inductor forming a series resonant circuit with a discharge lamp 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 resistor and the secondary winding of the transformer connected in opposite to the primary winding shunted by a counter diode, the transistor is shunted by a damper capacitor and a second resistor, the collector is WTO The transistor is connected to the base through a third resistor, the base of the second transistor is connected to the emitter through a second series circuit of an isolation capacitor, a fourth resistor and a second secondary winding of the transformer, connected according to the primary winding, shunted by the second counter diode, the base of the transistor is connected to the emitter of the second transistor through thyristor, the control electrode of which is connected to the cathode through a third serial circuit of a threshold element, a fifth resistor and a third secondary transformer winding connected in accordance with the primary winding, shunted by a sixth resistor.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является повышение надежности работы электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы, что достигается комплексным снижением амплитуд токов через элементы устройства и электроды лампы и, соответственно, коэффициента формы тока, исключения перегрева элементов и электродов лампы током коммутирующего конденсатора во время ее работы. Заявляемый электронный пускорегулирующий аппарат может быть использован для ответственных энергосберегающих применений, обеспечивающих повышенную надежность работы с эффективной защитой от аномальных режимов, в том числе, «открытого катода», газоразрядной лампы и аппарата, перегрузок и перегрева элементов устройства и электродов лампы, а также надежного аварийного отключения в конце срока службы лампы.A significant difference characterizing the utility model is an increase in the reliability of the electronic ballast for a gas discharge lamp, which is achieved by a comprehensive reduction in the amplitudes of the currents through the device elements and the electrodes of the lamp and, accordingly, the current shape factor, eliminating overheating of the elements and electrodes of the lamp by the current of the switching capacitor during work. The inventive electronic ballast can be used for energy-efficient applications that provide increased reliability with effective protection from abnormal conditions, including the "open cathode", gas discharge lamp and apparatus, overload and overheating of the device elements and lamp electrodes, as well as a reliable emergency shutdown at the end of the lamp life.

Повышение надежности работы газоразрядной 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 газоразрядной лампы являются существенными.Improving the reliability of a gas discharge lamp with an electronic ballast is a 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 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 источник 2 постоянного напряжения питания и однофазный полумостовой инвертор на транзисторах 3, 4 с встречно-параллельными диодами 5, 6, входные выводы которого соединены с выходными выводами источника, включающий также два последовательно соединенных конденсатора фильтра 7, 8, четырехобмоточный трансформатор, а также коммутирующий конденсатор 9 и коммутирующий дроссель 10, образующие с газоразрядной лампой последовательную резонансную схему, подключенную через первичную обмотку 11 трансформатора к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и транзисторов соответственно, база транзистора подключена к эмиттеру через последовательную цепь из резистора 12 и вторичной обмотки 13 трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, зашунтированную встречным диодом 14, транзистор зашунтирован демпферным конденсатором 15 и вторым резистором 16, коллектор второго транзистора соединен с базой через третий резистор 17, база второго транзистора подключена к эмиттеру через вторую последовательную цепь из разделительного конденсатора 18, четвертого резистора 19 и второй вторичной обмотки 20 трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, зашунтированную вторым встречным диодом 21, база транзистора соединена с эмиттером второго транзистора через тиристор 22, управляющий электрод которого подключен к катоду через третью последовательную цепь из порогового элемента 23, пятого резистора 24 и третьей вторичной обмотки 25 трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, зашунтированную шестым резистором 26.The electronic ballast for a gas discharge lamp 1 connected to the output terminals of the device in a series resonant circuit contains a source 2 of a constant voltage supply and a single-phase half-bridge inverter on transistors 3, 4 with counter-parallel diodes 5, 6, the input terminals of which are connected to the output terminals of the source also including two series-connected filter capacitors 7, 8, a four-winding transformer, as well as a switching capacitor 9 and a switching inductor 10, forming with a gas discharge lamp, a series resonant circuit connected through the primary winding of the transformer 11 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 via a serial circuit from the resistor 12 and the secondary winding 13 of the transformer connected counter to the primary winding, shunted by the counter diode 14, the transistor is shunted by the damper capacitor 15 and the second resistor 16, the collector of the second transistor connected to the base through the third resistor 17, the base of the second transistor is connected to the emitter through the second serial circuit of the isolation capacitor 18, the fourth resistor 19 and the second secondary winding 20 of the transformer connected according to the primary winding, shunted by the second counter diode 21, the base of the transistor is connected to the emitter the second transistor through the thyristor 22, the control electrode of which is connected to the cathode through the third serial circuit of the threshold element 23, the fifth resistor 24 and the third secondary windings 25 of the transformer included in accordance with the primary winding, shunted by the sixth resistor 26.

Электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной 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 встречно параллельными диодами 5, 6. 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 четырехобмоточного трансформатора, первичная обмотка 11 которого соединяется последовательно в нагрузочную цепь инвертора, а вторичные обмотки 13, 20 включаются в базовые цепи транзисторов 3, 4. При этом вторичные обмотки 13, 20 трансформатора имеют встречное включение. Базовые токи транзисторов 3, 4 при их работе пропорциональны току в нагрузочной цепи (10- 1, 9- 11). 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 емкости коммутирующего конденсатора 9, а также индуктивности коммутирующего дросселя 10. Ток в нагрузочной цепи имеет квазисинусоидальную форму. Разделительный конденсатор 18 служит для емкостной развязки цепи управления второго транзистора 4 и, совместно с резистором 19, для ограничения базового тока второго транзистора 4. Одновременно, заряд разделительного конденсатора 18 через резисторы 16, 17 обеспечивает запуск пускорегулирующего аппарата. Встречные диоды 14, 21, соответственно, ограничивают уровни обратного напряжения на базах транзисторов 3, 4 относительно их эмиттеров. Встречно-параллельные диоды 5, 6 ограничивают величины обратных напряжений на транзисторах 3, 4 инвертора. Демпферный конденсатор 15 и второй резистор 16 снижают уровни коммутационных перенапряжений на транзисторах 3,4. Кроме того, за счет демпферного конденсатора 15 обеспечивается плавное нарастание напряжений на транзисторах 3, 4 и встречно-параллельных диодах 5, 6 (мягкая коммутация) при работе инвертора. Резисторы 12 и 19 служат для ограничения базовых токов транзисторов 3, 4. Защита электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы 1 от нарушений электрического режима и выхода элементов из строя обеспечивается, в частности, тиристором 22. При работе устройства в аномальном режиме, например, «открытого катода» газоразрядной (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» газоразрядной лампы 1 обеспечиваются включением тиристора 22, который блокирует базовую цепь транзистора 3 и вызывает выключение режима автогенерации устройства. Управление тиристором 22 осуществляется по третьей последовательной цепи из порогового элемента 23, пятого резистора 24 и третьей вторичной обмотки 25 трансформатора. Шестой резистор 26 шунтируют управляющий электрод тиристора 22, что повышает помехоустойчивость и обеспечивает селективность защитных цепей устройства. При возрастании токов и напряжений в нагрузочной цепи газоразрядной лампы 1 возрастают напряжения на третьей вторичной обмотке 25 четерехобмоточного трансформатора, что приводит к срабатыванию порогового элемента 23 и, соответственно, включению тиристора 22. Шестой резистор 26 обеспечивает стойкость тиристора 22 к повышенной скорости нарастания анодного напряжения.Electronic ballast for a discharge lamp in steady state operates as follows. A constant voltage supply source 2 generates and supplies voltage to the input of a single-phase half-bridge inverter on transistors 3, 4 with counter-parallel diodes 5, 6. A rectifier with a capacitive filter at the output or a battery can be used as a constant voltage source 2. 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 sequential resonant circuit for switching on a linear fluorescent lamp 1 and feedback due to a four-winding transformer, the primary winding of which 11 is connected in series to the inverter load circuit, and the secondary windings 13, 20 are included in the base circuits of transistors 3, 4 In this case, the secondary windings 13, 20 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 (10-1, 9-11). 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 capacitance of the switching capacitor 9, as well as the inductance of the switching inductor 10. The current in the load circuit has quasi-sinusoidal form. The separation capacitor 18 is used for capacitive isolation of the control circuit of the second transistor 4 and, together with the resistor 19, to limit the base current of the second transistor 4. At the same time, the charge of the separation capacitor 18 through the resistors 16, 17 ensures the launch of the ballast. Counter diodes 14, 21, respectively, limit the reverse voltage levels at the bases of transistors 3, 4 relative to their emitters. Counter-parallel diodes 5, 6 limit the magnitude of the reverse voltages on the transistors 3, 4 of the inverter. The damper capacitor 15 and the second resistor 16 reduce the levels of switching overvoltages at transistors 3.4. In addition, due to the damper capacitor 15 provides a smooth increase in voltage at the transistors 3, 4 and counter-parallel diodes 5, 6 (soft switching) during operation of the inverter. Resistors 12 and 19 serve to limit the base currents of transistors 3, 4. Protection of the electronic ballast for a gas discharge lamp 1 from violations of the electric mode and the failure of elements is ensured, in particular, by thyristor 22. When the device is operating in an abnormal mode, for example, “open” the cathode ”of a gas-discharge (luminescent) lamp 1 (lamp 1 does not light) or when the lamp 1 is turned off or replaced, 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 discharge lamp 1 is provided by turning on the thyristor 22, which blocks the base circuit of the transistor 3 and causes the device to turn off automatically. The thyristor 22 is controlled by a third serial circuit from a threshold element 23, a fifth resistor 24, and a third secondary winding 25 of the transformer. The sixth resistor 26 shunts the control electrode of the thyristor 22, 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 discharge lamp 1, the voltages on the third secondary winding 25 of the four-winding transformer increase, which leads to the triggering of the threshold element 23 and, accordingly, the inclusion of the thyristor 22. The sixth resistor 26 ensures the resistance of the thyristor 22 to an increased rate of rise of the anode voltage.

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 5, 6. Конденсаторы фильтра 7, 8 являются электролитическими либо пленочными. Диоды 5, 6, 14, 21 должны быть быстродействующими. В качестве порогового элемента 23 могут быть использованы стабилитроны, стабисторы, динисторы или обычные диоды. Для повышения порога срабатывания возможно соединение, в частности, 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 counter-parallel diodes 5, 6. The filter capacitors 7, 8 are electrolytic or film. Diodes 5, 6, 14, 21 should be fast. As the threshold element 23, zener diodes, stabilizers, dinistors or conventional diodes can be used. To increase the threshold, it is possible to connect, in particular, several diodes in series.

По сравнению с прототипом существенно повышается надежность работы электронного пускорегулирующего аппарата. Заявляемый электронный пускорегулирующий аппарат может быть использован для ответственных энергосберегающих применений, обеспечивающих повышенную надежность работы с защитой от режима «открытого катода», перегрузок и перегрева элементов устройства и электродов лампы. Это достигается за счет комплексного снижения амплитуд токов через элементы и электроды лампы в длительном и аварийных (аномальных) режимах работы и значений коэффициента формы тока. Обеспечиваются оптимальные режимы работы. 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 газоразрядной лампы, срывов инвертирования при работе на динамическую нагрузку, что повышает и надежность работы самого аппарата и лампы с заявляемым электронным пускорегулирующим аппаратом.Compared with the prototype, the reliability of the electronic ballast is significantly increased. The inventive electronic ballast can be used for energy-saving applications that provide increased reliability with protection from the "open cathode", overload and overheating of the device elements and lamp electrodes. This is achieved due to a comprehensive decrease in the amplitudes of the currents through the elements and electrodes of the lamp in long-term and emergency (abnormal) operating modes and values of the current shape coefficient. Optimum operating modes are provided. 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. Increases the stability and, therefore, the reliability of the electronic ballast for a gas discharge lamp, disruption of inversion when working at a dynamic load, which increases the reliability of the apparatus itself and the lamp with the claimed electronic ballast.

Повышение надежности аппарата и газоразрядной лампы с заявляемым электронным пускорегулирующим аппаратом лампы оценивается по времени наработки на отказ. В соответствии с результатами экспериментальных исследований время наработки на отказ аппарата и лампы (и срок ее службы) могут быть увеличены, соответственно, в 2,5÷3,0 и 1,5÷2,0 раза.Improving the reliability of the apparatus and the discharge lamp with the claimed electronic ballasts of the lamp is estimated by the mean time between failures. In accordance with the results of experimental studies, the time between failures of the apparatus and the lamp (and its service life) can be increased by 2.5–3.0 and 1.5–2.0 times, respectively.

Коэффициент полезного действия устройства повышается на 2÷3% за счет уменьшения потерь энергии в элементах устройства в длительном режиме работы.The efficiency of the device is increased by 2 ÷ 3% due to the reduction of energy losses in the elements of the device 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, ориентировочно, на 18% и весо-габаритные показатели заявляемого электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы за счет оптимизации схемы и, соответственно, конструкции, что также значительно расширяет и его область применения.Compared with the prototype can be reduced, approximately, by 18% and weight and dimensions of the inventive electronic ballasts for gas discharge lamps by optimizing the circuit and, accordingly, design, which also significantly expands its scope.

Claims

An electronic ballast for a gas discharge 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 counter-parallel diodes, the input terminals of which are connected to the output terminals of the source, which also includes two filter capacitors connected in series , a four-winding transformer, as well as a switching capacitor and a switching reactor, forming from a gas discharge with a 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 resistor and the secondary winding of the transformer connected in the opposite direction with the primary winding, shunted by the oncoming diode , the transistor is shunted by a damper capacitor and a second resistor, the collector of the second transistor is connected to the base through h is a third resistor, the base of the second transistor is connected to the emitter through a second series circuit of an isolation capacitor, a fourth resistor and a second secondary winding of the transformer, connected according to the primary winding, shunted by the second counter diode, the base of the transistor is connected to the emitter of the second transistor through a thyristor, the control electrode of which connected to the cathode through a third serial circuit of a threshold element, a fifth resistor and a third secondary winding of the transformer, included in accordance with the primary winding shunted by a sixth resistor.