SU924683A1 - Стабилизатор дл питани лампы накаливани низкого напр жени - Google Patents

Description

(54) СТАБИЛИЗАТОР ДЛЯ ПИТАНИЯ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ

12

Изобретение относитс  к электро -технике , в частности к устройствам стабилизации, в которых использован в качестве силового элемента транзистор , включенный последовательно со стабилизируемой лампой.

Известен стабилизатор дл  галогенной лампы накаливани  низкого напр жени  , питаемой от сети переменного тока, в котором указанный эффект достигаетс  за счет стабилизации действующего значени  напр жени  на лампе путем переключени  вто;ричных обмоток понижаюшвго трансформатора , в результате чего в течение первой части каждой полуволны напр жени  лампа питаетс  от обмотки пониженного напр жени , а в течение второй части каждой полуволны лампа питаетс  от обмотки повышенного напр жени , а фаза переключени , обмо- ток измен етс  в зависимости от действующего напр жени  сети 1.

Указанный стабилизатор имеет очень сложную электрическую схему, содержащую почти сотню деталей, включа  10 транзисторов, и сложный понижающий трансформатор с шестью выходными обмотками, что приводит к затруднени м при изготовлении, наНИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

стройке и ремонте аппаратуры, собранной по такой схеме, и, в конечном счете, - к довольно высокой стои-мости такой аппаратуры.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  стабилизатор дл  питани  лампы накаливани  низкого напр жени , содержащий последовательно соединенные мостовой выпр митель, лампу накаливани  и силовой транзистор , у которого базо-эмиттерна  цепь зашунтирована тиристором, имеющим блок упра&лени , выполненный на базе интегрирующего и порогового элемен15 тов, В известном стабилизаторе в качестве датчика тока, протекающего через лампу, -используетс  резистор, включенный в эмиттерную цепь силового транзистора 2}.

20

Однако в известном стабилизаторе на резисторе, включенном в,цепь лампы и используемом в качестве датчика тока, создаетс  во врем  горени  лампы напр жение н несколько вольт,

25 поэтому потери мощности в нем при питании, например, лампы напр жением 27 В могут быть пор дка 10% от всей потребл емой мощности, что приводит к снижению КПД стабилизатора.

30 Величина сигнала, снимаемого с этого резистора (несколько вольт), все же очень мала дл  получени  хороших результатов при интегрировании посредством RC-цепочкй и поэтому рекомендуетс  дл  получени  хороших результатов примен ть дополнительно интегрирующий усилитель, что усложн ет и удорожает схему прибора. При простом интегрировании тока (или напр жени ), протекающего за каждую полув-олну через лампу, и при сравнении интеграла с пороговой величиной в пороговом устройстве стабилизируетс  среднее значение тока, но при этом действующее значение то ка может существенно отличатьс  в зависимости от. формы импульсов, проход щих через лампу.И хот  в из- вастной схеме эффект стабилизации достигаетс  за счет стабилизации среднего значени  тока, глубина ста билизации получаетс  не очень большой: колебани  мощности лампы с .та ким стабилизатором при изменении. питающего напр жени  в пределах f25 составл ют примерно tl5% (вместо t 4 при использовании лампы без стабили затора). Цель изобретени  - повышение коэ фициента стабилизации действующего значени  напр жени  и КПД. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стабилизаторе дл  питани  лампы блок управлени  подключен Непосредственно к питаемой лампе накаливани , а последовательно с интегрирующей цепью в блок управлени  включены введенные первые диод и ста билитрон, зашунтирсванный введенным, первым конденсатором. При этом пороговый элемент может быть выполнен на однопереходном транзисторе, импульсном трансформаторе , втором диоде, резисторе, втором стабилитроне и втором конденсаторе , причем первична  обмотка импульсного трансформатора через второй стабилитрон, зашуитированный вторым конденсатором, подключена к силовым электродам однопереходного транзистора, управл ющий электрод которого соединен с управл ющим вхо дом порогового элемента, вторична  обмотка импульсного трансформатора подключена к выходу блока управлени , точка соединени  второго стабилитроаа и силового электрода одMf nftonci VrtTTW ftnia Llo глгт/ тчга нопереходибго транзистора через последоватёльнй включенные резистор и второй диод подключена к одному вхддйбМу выводу блока управлени , другой входной вывод которого через первый стабилитрон подключен к точке соединени  второго стабилитрона и первичной обмотки импульсного трансформатора. На обнове .математического анали за можно показать, что сигнал, поступающий во врем  каждой полуволны I напр жени  на вход порогового элемента , пропорциональный действующему значению напр жени  на лампе, при изменении действующего напр жени  сети 40 В (U, 56,5 В) в пределах t25% описываетс  функцией с высокой степенью точности (ошибка 13-4%) . , I t -Ф J tUfT, Sin LUt - Ucyvi)dt, где и напр жение смещени  или посто нное нап15  жение какого-либо элемента, введенного последовательно в цепь, интегрировани ;, коэффициент пропорциональности; период колебаний напр жени  сети; и, максимальное мгновенное напр же ни е се ти; JJ - частота ко.лебаний напр жений . На чертеже представлена электрическа  схема стабилизатора дл  питани  лампы накаливани  низкого напр жени  от источника переменного тока.. Схема содержит зажимы 1 и 2, к которым подсоедин етс  сеть переменного тока (не показана) с измен ющимс  во врем  работы напр жением, к этим зажимам подключен понижающий трансформатор 3 с выходной обмоткой 4, и к этой обмотке подключен мостовой выпр митель 5, к положительной клемме б которого подсоединена стабилизируема  лампа-7 накаливани , соединенна  последовательно с транзистором 8, эмиттер которого подсоединен к отрицательной клемме 9 мостового выпр мител  5, между положительной и отрицательной : клеммами мостового выпр мител  5 подключен также делитель напр жени  из резисторов 10 - 12, причем обща  точка резисторов 10 и 11 через тиристор 13 подключаетс  к отрицательной клемме 9 выпр мител  5, а обща  точка резисторов 11 и 12 подключена к базе транзистора 8. Кроме того, между п(эложительной клеммой 6 и общей точкой лампы 7 и транзистора 8 подсоедин етс  блок 14 управлени , содержащий диод 15, эле« « .чгшгч л ..r.v . « . менты интегрирующей цепочки: переменный резистор 16, посто нный резистор 17 и конденсатор 18 а также зар дный резистор 19, два стабилитрона 20   21, эашунтированные соответственно конденсаторами 22 и 23, причем конденсатор 23 и стабилитрон 21 образуют источник посто нного напр женин смещени  UCIA , включенный последовательно с интегрирующей цепочкой - резисторами 16 и 17 и конденсатором 18, а конденсатор 22 и стабилитрон 20 образуют источник посто нного стабилизированного напр жени / от которого питаетс  пороговый элемент, состо щий из однопереходного транзистора 24 и импульсного трансформатора 25, диода 26, резистора 19, стабилитрона 20 и конденсатора 22, причем выходные клеммы 27 и 28 импульсного трансформатора подсоединены соответственно к управл ющему электроду тиристора 13,соединенному с клеммой 29, и к клемме 30, св занной с минусовой клеммой 9 выпр мительного моста 5..

Стабилизатор дл  питани  лампы накаливани  низкого напр жени  от источника переменного тока работает следующим образом.

При питании лампы накаливани  с номинальным напр жением 27 В после подачи сетевого напр жени  на выходе трансформатора 3 получаетс  напр жение 40 В, которое изме- н тьс  в пределах tlO Б при колебании напр жени  сети. Ток выходной v обмот.ки 4 трансформатора поступает через мостовой выпр митель 5 на лампу 7 и открытый транзистор 8, при этом напр жение на лампе оказываетс  равным напр жению на вторичной обмотке 4 трансформатора минус падение напр жени  на диодах мостового выпр мител  и открытом полностью транзисторе. 8. Напр жение с лампы, поступает через диод 15 на интегрирующую цепь (резисторы 16 и 17,конденсатор 18) и параллельно соединенные конденсатор 23 и стабилитрон 21 и на пороговый элемент через стабилизированный выпр митель (диод 26, резистор 19, конденсатор 22 и стабилитрон 20). Зар дный ток в интегрирующий конденсатор 18 поступает во врем  каждой полуволны напр жени  с некоторой задержкой после того, как напр жение на лампе 7 превысит напр жение на стабилитроне 21, остаточное напр жение на конденсаторе 18 и пр мое падение напр жени  на диоде Л5, которые составл ют вместе напр жение смещени  и., равное, например 17 В дл  случа  питани  лампы накаливани  с эффективным рабочим напр жением 27 В. Как только напр жение на конденсаторе 18 достигает порогового значени , происходит срабатывание однопереходного транЗистора , конденсатор 18 разр жаетс  ерез транзистор и трансформатор 25, а на клеммах 27 и 28 по вл етс  импульс напр жени , который, подава сь на клеммы 29 и 30, запускает тирисор 13. При этом шунтируетс  базоа  цепь транзистора 8, он закрыватс , ток через лампу 7 прекраща тс , напр жение на ней падает до ну  и g течение оставшейс  части полуволны свечение лампы происходит за счет остывани  уже нагретой спирали . Дальнейша  подзар дка конденсатора 18 при закрытом транзисторе 8 до конца полуволны происходить не может. В момент, когда напр жение сети проходит через нулевое значение , тиристор 13 выключаетс  и при начале следующей полуволны вновь открываетс .транзистор 8, ток через

лампу 7 начинает протекать вновь и цикл работы схемы повтор етс . Напр жение питани  однопереходного транзистора и основна  составл юша  напр жени  напр жение на конденсаторе 23 и стабилитроне 21 - образуетс  почти сразу после включени  схемы за счет тока, протекающег го через диод 26, резистор 19 и трацзистор 8.

Устройство позвол ет с высокой точностью поддерживать неизменной среднюю мощность лампы накаливани  при изменени х питающего напр жени , например в пределах +25% от номинального , а также повысить КПД. При этом дл  каждого номинального напр жени  лампы должна быть расчетом определе ,на оптимальна  величина напр жени  смещени  UCM, а подстройка схемы . переменным резистором 16 производитс  путем выставлени  номинальной мощности в лампе при номинальном напр жении питающей сети.

35

Claims (2)

1.Стабилизатор дл  питани  лампы накаливани  низкого напр жени , содержащий мостовой выпр митель входом

соединенный с клеммами дл  подключени  источника переменного напр же- ни , а выходом через транзистор к клеммам-дл  подключени  лампы накаливани , базо-эмиттерна  цепь транзистора зашунтирована тиристором, управл ющий электрод которого подключен к выходу блока управлени , выполненного на базе порогового элемента , управл ющий вход которого соединен с выходом интегрирующей цепи,

отличающийс  тем, что, с целью повышени  коэффициента стабилизации действующего значени  напр жени  и КПД, входные выводы блока управлени  подключены непосредственно к клеммам дл  подключени  лампы накаливани , а последовательно с интегрирующей цепью в блою.управлени  включены введенные первые диод и стабилитрон, зашунтированный

введенным первым конденсатором.

2. Стабилизатор по п. 1, отличающийс  тем, что пороговый элемент выполнен на однопереходном транзисторе, импульсном трансформаторе , втором диоде, резисторе, втором

стабилитроне и втором конденсаторе, причем первична  обмотка импульсного трансформатора через второй стабилитрон , зашунтированный вторым конденсатором, подключена к силовым электродам однопереходного транзистора , управл ющий электрод которого соединен с управл ющим входом порогового элемента, вторична  обмотка импульсного трансформатора подключена к выходу блока управлени , при этом точка соединени  второго стабилитрона и силового электрода однопереходного транзистора через по следовательно включенные резистор и

второй диод подключена к одному входному выводу блока управлени , другой входной вывод которого через первый стабилитрон подключен к точке соединени  второго стабилитрона и первичной обмотки импульсного трансформатора.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Зайцев В.В. Стабилизатор напр жени  питани  галогенной лампы. Светотехника, 1978, № 8, с. 1719 ,

2.Патент Японии № 54-40873, кл. 93 А О, 1979.