ИМПУЛЬСНОЕ СИГНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК H01J61/56 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для поджига импульсных газоразрядных ламп и может быть использовано в светосигнальных приборах, устанавливаемых, например, на летательных аппаратах.

Известно устройство для поджига импульсных газоразрядных ламп, содержащее трансформатор для последовательного поджига, где конденсатор, вызывающий предварительную ионизацию газа лампы, разряжается через электронный ключ на первую обмотку (с малым количеством витков) трансформатора, вторичная повышающая обмотка которого включена в разрядную цепь, содержащую лампу и накопительный конденсатор. Наличие вторичной обмотки в разрядной цепи лампы ведет к потерям запасаемой энергии накопительного конденсатора.

Для снижения потерь необходимо значительное увеличение сечения провода вторичной обмотки, что ведет к увеличению массы и габаритов данного устройства для поджига.

Использование параллельного поджига с внешним пассивным электродом на лампе не вносит дополнительных потерь в разрядный контур питания импульсной лампы, так как повышающая обмотка трансформатора поджига подключается к нейтральному внешнему электроду, что позволяет выполнить трансформатор из тончайшего провода.

Наиболее близким по технической сущности является импульсное сигнальное устройство, содержащее сигнальную, кольцеобразную лампу, отражатели и импульсный трансформатор поджига.

Две чашеобразные части отражателя замыкают кольцеобразную светящуюся часть лампы в круговой вогнутый внутрь отражатель, при этом ее светящаяся часть располагается у внешней поверхности отражателя на строго фиксированном расстоянии, поджигающий внешний электрод лампы оказывается в непосредственной близости от отражателя и узлов крепления лампы.

Однако применение параллельного поджига в светильниках с сигнальными лампами сопровождается необходимостью подачи на внешний электрод высокочастотного или импульсного напряжения величиной в десятки киловольт, которое шунтируется разряженным воздухом при работе данного устройства в условиях низкого атмосферного давления.

В этом случае на внешнем электроде не развивается напряжение необходимой величине, ионизирующее лампу, и в работе импульсной газообразной лампы могут происходить сбои. Данное явление не позволяет выполнять световые приборы на кольцеобразных импульсных лампах с использованием параллельного поджига и чашеобразных алюминиевых отражателей в минимальных габаритных размерах, а следовательно, и с минимальным аэродинамическим сопротивлением.

Кроме того, в случае разрушения колбы работающей лампы внешний электрод может замкнуть анод с катодом лампы и вызвать аварийный разряд накопительного конденсатора устройства на металлические электроды лампы и провода, соединяющие накопительный конденсатор с лампой, а аварийный разряд накопительного конденсатора может разрушить повышающую обмотку трансформатора поджига и устройства в целом.

Поставленная задача повышение эксплуатационных свойств устройства, его взрывобезопасности, а также снижение массы и габаритов достигается тем, что в импульсном сигнальном устройстве, содержащем сигнальную кольцеообразную лампу, установленные внутри нее отражатели, выпуклыми поверхностями обращенные друг к другу, а вогнутыми к внутренней поверхности лампы, и импульсный трансформатор поджига, повышающей обмоткой подключенный к внешнему электроду и катоду, повышающая обмотка трансформатора подключена к катоду лампы через развязывающий конденсатор, шунтированный цепочкой из параллельно соединенных диода и резистора, минусовой вывод диода соединен с началом вторичной обмотки трансформатора, а плюсовой его вывод подключен к катоду лампы, при этом магнитопровод трансформатора выполнен стержневым и установлен внутри лампы так, что его продольная ось пересекает плоскость кольца лампы.

Трансформатор может быть снабжен дополнительными верхним и нижним магнитопроводами, образующими совместно с основным замкнутый магнитопровод, выполненный с зазором по боковой поверхности, в котором установлена лампа.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство для поджига кольцеообразных газорязрядных ламп с частичным вырезом для лучшего показа конструкции; на фиг. 2 схема данного устройства.

Устройство для поджига кольцеобразных газоразрядных импульсных ламп включает в себя импульсный трансформатор 1 поджига с основным стержневым магнитопроводом 2, размещенным внутри кольца колбы лампы 3 так, что его продольная ось проходит через центр и перпендикулярно плоскости кольца. Дополнительные магнитопроводы 4, 5 расположены у торцов стержня и образуют с ним трансформатор поджига на броневом сердечнике-магнитопроводе с зазором по внешней боковой поверхности, в котором распределяются магнитные силовые линии 6 и размещен круговой алюминиевый отражатель 7.

Повышающая обмотка 8 трансформатора подключена последовательным выводом, являющимся концом намотки, к внешнему электроду 9 лампы, а вторым выводом к развязывающему конденсатору 10, зашунтированному резистором 11 и диодом 12. Минусовый вывод диода 12 соединен с ее вторым выводом, а плюсовой вывод диода с катодом лампы. Первичная обмотка 13 трансформатора началом обмотки подключена также к катоду, другим концом периодически подключается к внешнему конденсатору 14 для зажигания лампы. Устройство содержит накопительный конденсатор 15.

При разряде конденсатора 14 через первичную обмотку 13 трансформатора 1 протекающий в обмотке ток возбуждает затухающие колебания и создает в сердечнике 2 переменный затухающий магнитный поток 6, направляемый дополнительным магнитопроводами 4, 5 через колбу лампы 3.

Пронизывающий колбу лампы и алюминиевый отражатель 7 магнитный поток ионизирует газ в лампе. В тот же момент в повышающей обмотке 8 наводится ЭДС индукции и переменное затухающее высоковольтное напряжение обмотки через развязывающий конденсатор 10 и шунтирующий его резистор 11 и диод 12 прикладывается к электроду поджига 9 и катоду лампы, в результате чего общая ионизация газа в лампе достигает необходимой интенсивности, вызывая пробой лампы напряжением накопительного конденсатора 15. Таким образом, воздействие на газ лампы электрического потенциала и магнитного потока позволяет снизить амплитуду высоковольтных импульсов на внешнем электроде до таких значений, при которых при разряженной атмосфере более 90 мм рт.ст. не происходит шунтирования разряженным воздухом высоковольтных импульсов, т.е. повышающей обмотки 8 по цепи: электрод 9 разряженный воздух, отражатель 7, разряженный воздух, корпус объекта 16, паразитная емкость 17 блока питания накопительного конденсатора, развязывающий конденсатор 10 и обеспечивается бесперебойное зажигание лампы.

Размеры и конфигурация дополнительных магнитопроводов выбирается из условий необходимости создания максимального магнитного потока, пронизывающего колбу лампы по всей ее длине окружности, и возможности размещения в зазоре, образованном дополнительными магнитопроводами, эффективного отражателя.

Направление включения обмоток выбрано таким образом, что первая наибольшая полуволна напряжения зажигания пропускается беспрепятственно диодом 12, а вторая полуволна амплитудная величина, которая допускается по технической документации на лампу не менее 0,5 от наибольшей, поступает на лампу через конденсатор 10 и резистор 11.

В случае разрушения колбы лампы и замыкания электрода поджига на ее анод постоянное напряжение накопительного конденсатора 15 не сможет приложиться к повышающей обмотке 8 трансформатора поджига и разрушить его, так как диод 12, шунтирующий конденсатор 10, в этом случае запирается постоянным напряжением накопительного конденсатора 15. Включение указанных развязывающего конденсатора и шунтирующего его резистора и диода в цепь, соединяющую входной вывод вторичной обмотки трансформатора с катодом лампы, позволяет разместить указанные электрорадиоэлементы вне зоны теплового воздействия на них работающей лампы.

Использование: в светосигнальных приборах, устанавливаемых на летательных аппаратах. Сущность изобретения: устройство для поджига кольцеобразных газоразрядных ламп включает в себя импульсный трансформатор 1 поджига с основным стержневым магнитопроводом 2. Последний размещен внутри кольца колбы лампы 3 так, что его продольная ось проходит через центр и перпендикулярно плоскости кольца. Дополнительные магнитопроводы 4 и 5 расположены у торцов стержня и образуют с ним трансформатор поджига на броневом сердечнике - магнитопроводе с зазором по внешней боковой поверхности. В зазоре размещен круговой алюминиевый отражатель 7, повышающая обмотка 8 трансформатора подключена высоковольтным выводом к внешнему электроду 9 лампы. Второй вывод обмотки 8 подключен к развязывающему конденсатору 10, зашунтированному резистором 11 и диодом 12. Минусовый вывод диода соединен с началом вторичной обмотки, а плюсовый вывод подключен к катоду лампы. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. ИМПУЛЬСНОЕ СИГНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее сигнальную кольцеобразную лампу, установленные в ней отражатели, выпуклыми поверхностями обращенные друг к другу, а вогнутыми к внутренней поверхности лампы, и импульсный трансформатор поджига, повышающей обмоткой подключенный к внешнему электроду и катоду лампы, отличающийся тем, что повышающая обмотка трансформатора подключена к катоду лампы через развязывающий конденсатор, шунтированный цепочкой из параллельно соединенных диода и резистора, причем минусовой вывод диода соединен с началом вторичной обмотки, а плюсовой его вывод подключен к катоду лампы, при этом магнитопровод трансформатора выполнен стержневым и установлен в лампе так, что его продольная ось пересекает плоскость кольца лампы. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трансформатор снабжен дополнительными верхним и нижним магнитопроводами, образующими совместно с основным замкнутый магнитопровод, выполненный с зазором по боковой поверхности, в котором установлена лампа.