СПОСОБ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК H05B39/09 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для экономии электроэнергии при освещении лампами накаливания.

Известен способ электропитания ламп с металлическим телом накаливания с помощью источников переменного и постоянного напряжения [1]
Недостатком известного способа является невысокая эффективность использования электроэнергии, обусловленная тем, что спектральная плотность электрической светимости смещена в инфракрасную область спектра.

Задача, на решение которой направлено данное изобретение, заключается в повышении эффективности использования электроэнергии и снижении потребляемой мощности путем смещения спектра излучения тела накаливания в видимую область.

Поставленная цель достигается тем, что в способе электропитания ламп накаливания путем подключения их к источнику электроэнергии, электроэнергию преобразуют в однополярные импульсы, амплитуда напряжения которых выше номинального напряжения питания ламп, а скважность импульсов определяется зависимостью:

где: K -величина скважности;
U₁ амплитуда напряжения импульсов;
U_н номинальное напряжение ламп.

Техническая сущность предлагаемого способа заключается в том, что световой поток от раскаленной нити накаливания сильно зависит от питающего напряжения. Повышение напряжения питания приводит к повышению силы света в степени 3,6 [2] Однако, при этом снижается срок службы лампы. Поэтому, для получения нужного уровня светового потока при сокращении потребления электроэнергии и сохранении срока службы лампы необходимо на эту же величину увеличить скважность импульсов. При этом энергопотребление лампы уменьшается число раз, адекватное величине скважности питающих импульсов.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для реализации заявленного способа; на фиг. 2 электрическая схема того же устройства; на фиг. 3 дан фрагмент диаграммы работы устройства для реализации способа.

К сети переменного тока подключен блок питания 1 (фиг. 1), на входе которого формируются два постоянных напряжения: 12 и 440 В. Высоковольтный выход соединен с блоком формирования импульсов 2. Выход блока низковольтный соединен с несимметричным мультивибратором 3, оба выхода которого соединены с блоком 2. Выход блока 2 соединен с лампой накаливания 4. Блок питания 1 содержит выпрямитель с удвоением напряжения VD₁, VD₂, C₁, C₂ и выпрямитель VD₃ VD₆ со стабилизатором напряжения R₁, VD₇. Стабилизатор соединен с несимметричным мультивибратором 3 на транзисторах VT₂ и VT₃. Один выход мультивибратора 3 соединен с управляющим электродом тиристора VS₁ блока формирования импульсов. Второй выход мультивибратора 3 соединен с базовым электродом транзистора VT₁ блока 2. В цепь питания тиристора VS₁ включена лампа накаливания Л₁.

Заявляемый способ реализуется следующим образом. При включении блока питания 1 в сеть переменного тока 220 В низковольтный выпрямитель VD₃ - VD₆ через стабилизатор R₁, VD₇ подает напряжение 12 В на несимметричный мультивибратор 3. Импульс мультивибратора с выхода "а" подается на управляющий электрод тиристора VS₁, тиристор включается, лампа Л₁, питаемая выпрямителем VD₁, VD₂, C₁, C₂, зажигается. При этом, через тиристор VS₁ проходит ток нагрузки, а коммутирующий конденсатор С₃ через резистор R₂ и открытый тиристор VS₁ заряжается до напряжения источника питания 440 В. Продолжительность заряда конденсатора с момента включения тиристора определяется Р₂ С₃. При поступлении импульса от выхода "б" мультивибратора 3 на базу транзистора VT₁, он открывается, положительная обкладка конденсатора С₃ оказывается подключенной к катоду, а отрицательная к аноду. Таким образом, к тиристору прикладывается обратное напряжение. В цепи, образованной конденсатором С₃, открытым транзистором VT₁ и тиристором VS₁, возникает разрядный ток, который проходит через тиристор в обратном направлении. Заряженный конденсатор представляет собой источник отрицательного напряжения с низким внутренним сопротивлением, что обеспечивает возможность прохождения достаточно большого обратного тока. Когда результирующий ток через тиристор становится меньше удерживающего тока, тиристор выключается. После того, как закончится длинный период колебаний несимметричного мультивибратора 3, цикл повторяется. При этом, в цепи лампы Л₁ генерируются импульсы с периодом t₁ и длительностью t₂ (фиг. 3). Скважность и частота следования импульсов на выходах мультивибратора 3 регулируется подбором конденсаторов С₄ и С₅.

Использование: для повышения эффективности использования электроэнергии и снижения потребляемой мощности путем смещения спектра излучения тела накаливания в видимую область. Сущность: в способе электропитания ламп накаливания путем подключения их к источнику электроэнергии, электроэнергию преобразуют в однополярные импульсы, амплитуда напряжения которых выше номинального напряжения питания ламп, а скважность импульсов определяется зависимостью: , где К - величина скважности; U₁ -амплитуда напряжения импульсов; U_н - номинальное напряжение ламп. 3 ил.

Способ электропитания ламп накаливания путем подключения их к источнику электроэнергии, отличающийся тем, что электроэнергию преобразуют в однополярные импульсы, амплитуда напряжения которых выше номинального напряжения питания ламп, а скважность импульсов определяется зависимостью
K (U₁/U_н) 3,6,
где К величина скважности;
U₁ амплитуда напряжения импульсов;
U_н номинальное напряжение питания ламп.