SU995391A1 - Устройство дл питани газоразр дной лампы - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  питани  газоразр дных осветительных ламп, в ч астности дуговых ртутных высокого давлени , используемых дл  наружного освещени , ультрафиолетового облучени  помещений и т. д.

Известно устройство дл  питани  газоразр дных ламп, в котором к источнику питани  подключен управл емый переключатель , соединенный с накопительным устройством совместно с переключателем, служащим балластной нагрузкой лампы, котора  подсоединена к высокочастотному инвертору , от которого на лампу подаетс  рабочее напр жение, причем инвертор соединен последовательно с указанным переключателем . К переключателю подключен также датчик в зависимости от тока, проход щего через переключатель, измен ющий через цепь управлени  проводимость переключател . Устройство имеет отдельную схему зажигани  лампы 1.

Известно также устройство, в котором лампа питаетс  от высокочастотного инвертора пр мого управлени , снабженного резонансной выходной схемой. От схемы управлени  на инвертор поступают управл юЛАМПЫ

щие сигналы, определ емые амплитудой тока через лампу. Инвертор имеет пусковую схему, соединенную с источником электропитани  и схемой разв зки и накоплени . Схема зажигани  лампы отделена от схемы нормального режима ее работы 2.

Однако мощные высокочастотные инверторы требуют специального подбора силовых управл емых элементов, схема их стабилизации сложна в наладке и .при обслуживании во врем  эксплуатации.

10

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  питани  газоразр дной лампы, содержащее выпр митель сетевого тока, подключенный к двум накопительным конденсаторам одинаковой-емкости, одни обкладки ко15 торых соединены друг с другом, а другие подсоединены к силовым входам двух управл емых транзисторных ключевых элементов , выходы которых соединены между собой, а лампа включена между точкой сое20 динени  конденсаторов и точкой соединени  выходов ключевых элементов, причем последовательно в цепь лампы включен токостабилизирующий конденсатор, предотвращающий непосредственный ток через лампу

от выпр мител . Ключевые элементы управл ютс  устройством управлени , содержащим генератор импульсов посто нной частоты, усилитель и. распределительную схему. Под воздействием импульсов устройства управлени  ключевые элементы попеременно открываютс , коммутиру  посто нные напр жени  конденсаторов одинаковой емкости, подаваемые попеременно к цепи лампы с противоположными пол рност ми, с повышенной, преимущественно звуковой, частотой. Зажигание лампы осуществл етс  от отдельной схемы 3.

Однако в случае мощной лампы токостабилизирующий конденсатор должен быть рассчитан на большой пропускаемый ток, а его рабочее напр жение должно с запасом превышать удвоенное напр жение на выходе выпр мител , поэтому при напр жении сети 380 В токостабилизирующий конденсатор большой реактивной мощности имеет габариты и массу, превышающие габариты и массу остальных деталей устройства . Кроме того, как точка соединени  накопительных конденсаторов отделена от выпр мител , каждый конденсатор может зар жатьс  лищь до половины выходного напр жени  выпр мител , что вынуждает при больщой мощности лампы значительно увеличивать их емкос1ь, а соответственно , возрастает их масса и габариты. В итоге увеличиваютс  габариты и масса всего устройства.

Цель изобретени  - уменьщение габаритов и массы устройства при повыщенной его мощности.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  питани  газоразр дной лампы , содержащее выпр митель сетевого напр жени , подключенный к двум накопительным конденсаторам одинаковой емкости , одни обкладки которых соединены между собой, а другие через два разр дных управл емых ключевых элемента подключены к лампе, блок управлени , св занный с управл ющими входами ключевых элементов, и схему зажигани  лампы, введены два зар дных управл емых ключевых элемента и два коммутирующих управл емых ключевых элемента, один выход выпр мител  соединен через зар дные ключевые элементы с обкладками конденсаторов, через разр дные ключевые элементы подключенными к лампе, а второй выход выпр мител  соединен с обкладками конденсаторов, соеди- ненными вместе, и с выходами коммутирующих ключевых элементов, силовые входы которых подключены к лампе, причем каждый разр дный ключевой элемент, подключенный вцходом к одному из выводов лампы , имеет общий управл ющий вход с коммутирующим ключевым элементом, подключенным силовым входом к другому выводу лампы, при этом последовательно с лампой включена обмотка трансформатора , друга  обмотка которого подключена

К схеме зажигани , а лампа и последовательно включенна  с ней обмотка защунтированы вспомогательным конденсатором.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит трехфазный выпр митель 1, соединенный через зар дные управл емые ключевые элементы 2 и 3, с накопительными конденсаторами 4 и 5, соединенными последовательно. Цепь разр да конденсатора 4 образована разр дным управл емым ключевым элементом 6, вторичной обмоткой импульсного трансформатора 7, питаемой лампой 8 и коммутирующим управл емым ключевым элементом 9, а цепь разр да конденсатора 5 образована разр дным управл емым ключевым элементом 10, .лампой 8, вторичной обмоткой трансформатора 7 и коммутирующим управл емым ключевым элементом 11. Первична  об.мотка трансформатора 7 подключена к схеме 12 зажигани  лампы 8. Конденсатор 13 небольщой емкости замыкает цепь зажигающих импульсов. Блок 14 управлени  св зан с управл ющими входами ключевых элементов . Схема 12 зажигани  и блок 14 управлени  питаютс  от сети переменного тока. Вьшр митель 1 может иметь защиту от перегрузки в начальные моменты зар да конденсаторов 4 и 5, схема 12 зажигани , например , в виде искрового генератора имеет реле времени, ограничивающее врем  работы JSxeMbi 12 после включени , а блок 14 управлени  может аналогично известному содержать генератор импульсов, усилитель и счетную схему дл  распределени  управл ющих импульсов. Ключевые элементы 6 и 9 и ключевые элементы 10 и 11 имеют общие цепи управлени , что обеспечивает надежность их одновременного открывани . Управл емые ключевые элементы содержат, например , силовой и вспомогательный тиристоры со схемой коммутации, облегчающей их запирание .

Claims (3)

1. . При подключении выпр мител  1 к сети переменного тока, например, с помощью контактора (не показан) на выходе выпр мител  по вл етс  посто нное напр жение, одновременно напр жение питани  поступает на схему 12 зажигани  и блок 14 управлени . Схема 12 зажигани  в течение времени, достаточного дл  надежного зажигани  лампы 8, выдает на трансформатор 7 высокочастотные высоковольтные импульсы , пробивающие лампы 8 и замыкаемые конденсатором 13. После заданного времени работы схема 12 отключаетс . Вторична  обмотка трансформатора 7 остаетс  включенной последовательно в цепь питани  лампы 8 и служит дл  снижени  скорости нарастани  тока разр дных импульсов и снижени  его амплитудного значени  за счет увеличени  длительности импульсов , облегча  этим режим работы ключевых элементов 6, 9 и 10, 11, а также лампы, но не  вл  сь индуктивным балластом из-за небольшого индуктивного сопротивлени . Питание лампы 8 происходит следующим образом . . На управл ющий вход ключевого элемента 2 от управл ющего блока 14 подаетс  открывающий импульс, и коиденсатор 4 через ключевой элемент 2 зар жаетс  практически до выходного напр жени  выпр мител  1. Остальные ключевые элементы в это врем  заперты. .После уменьшени  тока через ключевой элемент 2 вследствие зар да конденсатора 4 ключевой элемент 2 запираетс . После этого открывающим импульсом аналогично открываетс  ключевой элемент 3, а с небольшой задержкой и ключевые элементы 6 и 9 одновременно . При этом конденсатор 5 зар жаетс  через ключевой элемент 3, а конденсатор 4 разр жаетс  на лампу 8 через ключевой элемент 6, обмотку 7 и ключевой элемент 9. После зар да конденсатора 5 ключевой элемент 3 запираетс ,-а после разр да конденсатора 4 ниже напр жени  горени  лампы 8 и прекращени  тока запираютс  ключевые элементы 6 и 9. После этого управл ющими импульсами открываетс  ключевой элемент 2, а с Небольшой задержкой и ключевые элементы 10 и 1 одновременно. При этом вновь зар жаетс  конденсатор 4, а конденсатор 5 зар жаетс  на лампу 8 через ключевой элемент 10, индуктивность 7 и ключевой элемент 11, причем при разр де конденсатора 5 ток через лампу 8 протекает в обратном направлении, чем при разр де конденсатора 4. Далее процесс чередующихс  зар дов и разр дов к нденсаторов 4 и 5 повтор етс  с частотой, определ емой блоком 14 управлени  и превышаю щей частоту сети переменного тока. Таким образом, лампа 8, как ив устройстве-прототипе ,-питаетс -переменным током звуковой частоты, однако необходимость в токостабилизирующем балласте дл  лампы 8 отпадает, так как непрсредственно с сетью переменного тока или с выпр мителем I . ампа 8 при работе устройства не соединена (при разр де на лампу соответстйующего конденсатора цепь его зар да отключаетс  от источника питани ). Конденсаторы 4 и 5 зар жаютс  до полного напр жени  на выходе выпр мител  1, поэтому при той же мощности устройства их ем(ость в несколько раз меньше, чем в устройстве-прототипе. Путем подбора емкости конденсаторов 4 и 5 и частотьгследовйни  их разр дов, можно обеспечить питание лампы необходимой мощности (до нескольких кВт). При этом устройство не содержит балластных элементов с большой массой и габаритами, энергии в нем определ ютс  потер ми в полупроводниковых приборах и относительно малы. В предлагаемом электронном балласте дл  газоразр дной лампы емкость накопительных конденсаторов уменьшаетс  при сохранении мощности устройства, соответственно , уменьшаютс  габариты и масса конденсаторов. По сравнению с известными индуктивными балластами предлагаемый электронный балласт исключает расход, большого количества черного и цветного металла , а по сравнению с прототипом исключаетс  громоздкий токостабилизирующий конденсатор большой реактивной мощности. Поэтому предлагаемое устройство не имеет узлов с больщими габаритами и массой, что позвол ет изготавливать его в виде компактной конструкции с относительно небольшой массой и габаритами. Формула изобретени  Устройство дл  питани  газоразр дной лампы, содержащее выпр митель сетевого напр жени , подключенный к двум накопительным конденсаторам одинаковой емкости , одними обкладками соединенным вместе, а другими обкладками через разр дные управл емые ключевые элементы под- . ключенным к выходным клеммам дл  под: ключени  лампы, блок управлени , св занный с управл ющими входами ключевых элементов, и схему зажигани  лампы, огличающеес  тем, что, с целью уменьшени  габаритов и массы устройства при повышенной его мощности, в него введены даа зар дных управл емых ключевых элемента и два коммутирующих управл емых ключевых элемента, один выход выпр мител  соединен через зар дные ключевые элементы с подключенными через разр дные ключевые элементы к выходным клеммам обкладками конденсаторов, а второй выход выпр мител  соединен с соединенными вместе обкладками конденсаторов и с выходами коммутирующих .ключевых элементов, -иловые входы которых подключены к выходным клеммам, причем каждый разр дный ключевой элемент, подключенный выходом к одной из выходных клемм, имеет общий управл ющий вход с тем коммутирующим ключевым элементом, который подключен силовьш входом к другой выходной клемме, при этом последовательно с выходными клеммами включена обмотка трансформатора, друга  обмотка которого подключена к схеме зажигани , а выходные клеммы и последовательно включенна  с ними обмотка зашунтированы вспомогательным конденсатором . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3969652, кл. 315-224, 1976.
2. 2.За вка Франции № 2448836, кл. Н 05 В 41/26, 1980.
3. 3.За вка Франции № 2451696, кл. Н 05 В 41/26, 1980.