ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1998 года по МПК H05B41/29 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение при создании пускорегулирующих аппаратов (ПРА) газоразрядных ламп.

Известно устройство, описанное в а.с. N 1473092, H 05 B 41/24, 1986 г., содержащее газоразрядную лампу, транзисторный инвертор, вход которого соединен с выводами для подключения источника постоянного тока, а первый выходной вывод соединен с последовательно включенным дросселем, первым накальным электродом лампы, конденсатором и вторым накальным электродом лампы. Устройство содержит трансформатор тока, первые выводы обмоток которого соединены с базами, а вторые - с эмиттерами соответствующих транзисторов инвертора, реле времени, вход которого соединен с выводами для подключения источника постоянного тока, два последовательно соединенных резистора, параллельно одному из которых подключен выходной ключ времени. Кроме того, устройство содержит второй трансформатор тока, первичная обмотка которого подключена между вторым выходным выводом транзисторного инвертора и свободным выводом второго накального электрода лампы, а вторичная обмотка, резисторы и первичная обмотка первого трансформатора тока соединены последовательно.

Такая конструкция достаточно сложная. Кроме того, включение первичной обмотки второго трансформатора обратной связи в цепь тока лампы приводит к положительной обратной связи по току через лампу и нестабильности тока при воздействии внешних факторов (напряжение питания, температура).

Известно устройство, описанное в заявке ФРГ N 3142613, 1981, H 05 B 41/24, которое по совокупности существенных признаков принято за прототип и состоящее из полумостового транзисторного инвертора, вход которого соединен с выводами для подключения источника постоянного напряжения, а первый выходной вывод соединен с последовательно включенным балластным дросселем и первым электродом первого катода газоразрядной лампы и второй выход транзисторного инвертора соединен с первым электродом второго катода лампы. Параллельно первым электродам первого и второго катодов лампы подсоединен параллельный колебательный контур, состоящий из параллельно соединенных конденсатора и первой индуктивности. В цепь конденсатора или индуктивности включена первичная обмотка трансформатора обратной связи, первые выводы вторичных обмоток которого соединены с затворами транзисторов инвертора, и вторые - с истоками. К вторым электродам первого и второго катодов лампы подключена цепь, состоящая из последовательно соединенных биметаллического стартера и второй индуктивности.

Недостатками схемы данного устройства являются:
1. Наличие двух дополнительных индуктивностей (19 и 26), что усложняет схему устройства.

2. Схема данного устройства не позволяет производить подогрев катодов ламп с низким напряжением на ней, так как, чтобы обеспечить ток подогрева катодов больше рабочего тока лампы (согласно МЭК), необходимо иметь напряжение на лампе больше, чем в рабочем режиме на ней. Наличие этого напряжения между катодами лампы в момент прогрева катодов существенно сокращает срок службы катодов по причине их распыления.

3. Данная реализация не позволяет развить большое напряжение между катодами лампы, т.к. это устройство работает на параллельном резонансе контура, включенного параллельно лампе, что может привести к незажиганию лампы. Это может проявиться либо при низком напряжении сети, либо при низкой температуре, т. к. известно, что с уменьшением температуры пробивное напряжение лампы возрастает.

В осветительном устройстве, содержащем газоразрядную лампу, транзисторный инвертор, трансформатор обратной связи, стартер, вход транзисторного инвертора которого соединен с источником постоянного тока, первый выходной вывод соединен с последовательно включенными балластным дросселем и первым электродом первого катода, второй выходной вывод - с первым электродом второго катода, первые выводы вторичных обмоток трансформатора обратной связи соединены с базами, а вторые - с эмиттерами соответствующих транзисторов инвертора, соединение второго электрода первого катода с последовательно соединенными первичной обмоткой трансформатора обратной связи, конденсатором и первым электродом второго катода лампы и включение стартера между точкой соединения первичной обмотки трансформатора и конденсатора и вторым электродом второго катода лампы позволяет упростить конструкцию устройства, повысить устойчивость зажигания лампы при низких температурах и низком питающем напряжении, повысить срок службы лампы, повысить стабильность тока через лампу.

Отсутствие дополнительных активных и реактивных элементов в цепи стартера кроме первичной обмотки трансформатора обратной связи не приводит к появлению высокого напряжения между катодами лампы в момент прогрева катодов, а ток прогрева катодов определяется только сопротивлением цепи: балластный дроссель - первый катод лампы - первичная обмотка трансформатора обратной связи - стартер - второй катод лампы, возникает последовательный резонанс, позволяющий развить высокое напряжение между катодами лампы (превышающее в 2-3 раза напряжение пробоя лампы), что позволяет добиться устойчивого пробоя лампы как при низкой температуре, так и при низком напряжении питания. В рабочем режиме резонансные явления практически отсутствуют, т.к. сопротивление горящей лампы намного меньше импеданса трансформатора обратной связи по цепи: первичная обмотка - конденсатор.

Т.к. вольт-амперные характеристики газоразрядных ламп на рабочем участке имеют отрицательное дифференциальное сопротивление, то при увеличении тока через лампу (например, при увеличении питающего напряжения) ток через первичную обмотку и конденсатор уменьшится, что приведет к уменьшению базовых токов транзисторов инвертора, увеличению частоты генерации и уменьшению тока через лампу.

На чертеже представлена схема заявляемого устройства.

Устройство содержит газоразрядную лампу 1, транзисторный инвертор 2, трансформатор обратной связи 3, дроссель 4, конденсатор 5, электронный стартер 6. Вход транзисторного инвертора 2 соединен с выводами для подключения источника постоянного тока, первый выходной вывод инвертора 2 соединен с последовательно включенными балластным дросселем 4 и первым электродом первого катода лампы 1. Второй выходной вывод инвертора 2 соединен с первым электродом второго катода лампы. Второй электрод первого катода соединен с последовательно соединенными первичной обмоткой трансформатора обратной связи 3, конденсатором 5 и первым электродом второго катода лампы. Первые выводы вторичных обмоток трансформатора обратной связи 3 соединены с базами, а вторые - с эмиттерами соответствующих транзисторов инвертора 2. Электронный стартер 6 включен между точкой соединения первичной обмотки трансформатора обратной связи 3 и конденсатора 5 и вторым электродом второго катода лампы.

Устройство работает следующим образом. После подачи напряжения питания и запуска инвертора 2 на время, пока стартер 6 закорочен, через катоды лампы 1 проходит ток подогрева катодов лампы. После размыкания стартера 6 напряжение на конденсаторе 5 в результате резонансных явлений в контуре дроссель 4 - конденсатор 5 повышается до напряжения пробоя лампы 1. Лампа зажигается и через нее течет ток, определяемый параметрами трансформатора 3, транзисторов инвертора 2 и индуктивностью дросселя 4.

Сущность: осветительное устройство содержит газоразрядную лампу, транзисторный инвертор, трансформатор обратной связи, стартер, вход транзисторного инвертора соединен с выводами для подключения источника постоянного тока, первый выходной вывод соединен с последовательно включенными балластным дросселем и первым электродом первого катода, второй выходной вывод - с первым электродом второго катода, первые выводы вторичных обмоток трансформатора обратной связи соединены с базами, а вторые - с эмиттерами соответствующих транзисторов инвертора, второй электрод первого катода соединен с последовательно соединенными первичной обмоткой трансформатора обратной связи, конденсатором и первым электродом второго катода лампы, причем стартер включен между точкой соединения первичной обмотки трансформатора и конденсатора и вторым электродом второго катода лампы, что позволяет упростить конструкцию устройства, увеличить срок службы лампы, повысить устойчивость зажигания лампы, повысить стабильность тока через лампу. 1 ил.

Осветительное устройство, содержащее газоразрядную лампу, транзисторный инвертор, трансформатор обратной связи, балластный дроссель, конденсатор, стартер, вход транзисторного инвертора соединен с выводами для подключения источника постоянного тока, первый выходной вывод соединен с последовательно включенными балластным дросселем и первым электродом первого катода, второй выходной вывод - с первым электродом второго катода, первые выводы вторичных обмоток трансформатора обратной связи соединены с базами, а вторые - с эмиттерами соответствующих транзисторов инвертора, отличающееся тем, что второй электрод первого катода соединен с последовательно соединенными первичной обмоткой трансформатора обратной связи, конденсатором и первым электродом второго катода лампы, причем стартер включен между точкой соединения первичной обмотки трансформатора и конденсатора и вторым электродом второго катода лампы.