Устройство для обнаружения и устранения короткого замыкания в готовых лампах накаливания Советский патент 1987 года по МПК H01K3/30 

минимальное значение тока КЛ. На выходе первого порогового элемента (ПЭ) 4 появляется сигнал логической единицы, который поступает на первый вход логического элемента 3. Происходит разряд накопительного конденсатора (НК) 9 на КЛ. Если после первого импульса короткое замыкание в Л не устранилось, то на выходе первого ПЭ 4 продолжает находиться сигнал логической единицы. Импульсы электрической энергии будут подаваться до тех пор, пока ток в цепи контроля тока Л будет превьшать заданное минималь1

Изобретение относится к электротехнической промьшшенности, в частности к производству ламп накаливания

Цель изобретения - сокращение времени устранения короткого замыкания и брака от перегорания ламп в процессе их исправления.

На чертеже представлена блок- схема предлагаемого устройства.

Устройство для обнаружения и устранения короткого замыкания в готовых лампах накаливания содержит контакты 1 для подключения лампы, один из которых соединен с общей шиной, и подсоединенные параллельно к ним цепь контроля тока лампы и цепь устранения короткого замыкания. Цель контроля тока лампы состоит из источника 2 питания лампы, измерительного резистора 3 и первого порогового элемента 4. Цепь устранения короткого замыкания образована источником 5 напряжения, резистором 6, транзисторным 7 и тиристорным 8 ключевыми элементами, накопительным конденсатором 9 и диодом 10. Устройство содержит также второй 11 и третий 12 пороговые элементы и логические элементы И 13 и HTLtJ-HE 14.

Измерительный ре:.:кл ор 3 включен последовательно меж/ty лолоткительным выводом источника 2 питания лампы и общей шиной, а общая точка источника 2 питания лампы и измерительного резистора 3 соединена с входом первого порогового элемента 4. Резистор 6

ное значение тока КЛ. При устранении короткого замыкания на выходе первого ПЭ 4 появляется сигнал логического нуля. В результате разряд НК 9 на Л прекращается. Энергия импульса, подаваемого на КЛ, равна энергии, запасенной в НК 9 за время заряда. Благодаря повьшению частоты импульсов электрической энергии сокращается время устранения короткого замыкания в Л, а благодаря более точной дозировке энергии импульсов обеспечивается сокращение брака от перегорания Л. 1 ил.

включен последовательно между положительным выводом источника 5 напряжения и входом транзисторого клю- чевого элемента 7, выход которого соединен с первым выводом накопительного конденсатора 9 и анодом диода 10, катод которого соединен с общей шиной. Второй вывод накопительного

конденсатора 9 соединен с отрицательным выводом источника 5 напряжения и выходом тиристорного ключевого элемента 8, вход которого соединен с вторым контактом 1 для подключения

лампы. Вход второго порогового элемента 11 соединен с анодом диода 10, а выход - с первым входом логического элемента ИЛИ-НЕ 14.

Первый вход логического элемента

И 13 соединен с выходом первого порогового элемента 4. Вход третьего порогового элемента 12 соединен с вторым вьшодом накопительного конденсатора 9, а выход - с вторыми

входами логических элементов И 13 и Ш1И-НЕ 14, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно тиристорного 8 и транзисторного 7 ключевых элементов.

i

Измерительный резистор 3 предназначен для преобразования мгновенного значения протекающего через него тока лампы в пропорциональное этому току

напряжение. В качестве измерительного резистора может быть применен, например, резистор типа С5-16.

31

Источник 5 напряжения служит для заряда накопительного конденсатора 9 и представляет собой источник постоянного тока, состоящий, например, из трансформатора, выпрямительного моста и сглаживающего конденсатора. Резистор 6 предназначен для ограничения максимального тока заряда накопительного конденсатора 9. В качестве резистора 6 может быть применен, например, резистор типа ПЭВ.

Транзисторный ключевой элемент 7 предусмотрен для коммутации цепи заряда накопительного конденсатора 9 и может быть построен, например, на базе транзистора типа КГ 812 А.

Тиристорный ключевой элемент 8 предназначен для коммутации цепи разряда накопительного конденсатора 9 и может быть построен, например, на базе тиристора оптронного типа ТО 125-12,5.

Накопительный конденсатор 9 слузки для периодического накопления и выдачи на короткозамкнутую лампу заданной дозы электрической энергии. В качестве накопительного конденсатора 9 может быть применен, например конденсатор типа К73П2.

Диод 10 используется как нелинейное сопротивление и выполняет функци датчика наличия тока в цепи разряда накопительного конденсатора 9. В качестве диода 10 может быть применен, например, диод типа Д122-АО.

Первый пороговый элемент 4 контролирует наличие короткого замыкания в лампе и выдает сигнал логической единицы при наличии короткого замыкания .

Второй пороговый элемент 11 предназначен для контроля наличия тока в цепи разряда накопительного конден

сатора 9 и вьщачи сигнала логического 45 тов имеются сигналы логического нуля, нуля при токе разряда, меньшем за- которые поступают на входы логичесданного минимального значения (меньше тока удержания тиристора ключевого элемента 8).

Третий пороговый элемент 12 служит для контроля величины напряжения заряда накопительного конденсатора 9 и выдачи сигнала логической единицы при заряде конденсатора до заданного значения напряжения.

Пороговые элементы 4, 11 и 12 представляют собой компараторы напряжения, реализованные, например, на операционных усилителях типа К 140

0

5

УД7, и имеют в своем составе задат- чики порогов, которые для первого порогового элемента 4 являются задатчи- ком минимального тока короткозамкну- той лампы, для второго порогового элемента 11 - задатчиком минимального тока в цепи разряда накопительного конденсатора 9, свидетельствующего об включении тиристорого ключевого элемента 8, и для третьего порогового элемента 12 - задатчиком величины напряжения заряда накопительного конденсатора 9, а следовательно, задатчиком максимального напряжения импульсов электрической энергии.

Логический элемент И 13 предназначен для выдачи команды на разряд накопительного конденсатора 9 при наличии на его входах сигналов логической единицы, свидетельствующих о наличии короткого замыкания в лампе и заряде накопительного конденсатора до заданного значения напряжения. В качестве логического элемента И может быть применена, например, микросхема К511 ЛИ1.

Лог ический элемент ИЛИ-НЕ 14 служит для вьщачи команды на заряд нако0 пительного конденсатора 9 при наличии на его входах сигналов логического нуля, свидетельствующих о том, что напряжение на накопительном конденсаторе меньще заданного значения и что

g ток в цепи его разряда отсутствует.

Устройство для обнаружения и устранения короткого замыкания в готовых лампах накаливания работает следующим образом.

При включении напряжения питания устройства накопительный конденсатор 9 разряжен и ток через диод 10 не протекает. При этом на выходах второго 1 1 и третьего 12 пороговых элемен5

0

кого элемента ИЛИ-НЕ 14, а на его выходе появляется сигнал логической единицы, который подается на управляющий вход транзисторного ключевого элемента 7 и открывает его. При этом накопительный конденсатор 9 подключается к источнику 5 напряжения. При заряде накопительного конденсатора 9

до заданного значения напряжения на выходе третьего порогового элемента 12 появляется сигнал логической единицы, а на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 14 - сигнал логического

нуля. Транзисторный ключевой элемент 7 закрывается, и дальнейший заряд накопительного конденсатора 9 прекращается.

Если напряжение на накопительном конденсаторе 9 уменьшится, например, вследствие разряда на вход третьего порогового элемента 12, то происходит повторное включение транзисторного ключевого элемента 7. Таким образом при отсутствии подключения к контактам 1 короткозамкнутой лампы на накопительном конденсаторе 9 поддерживается заданное значение напряжения

Если к контактам 1 подключена исправная лампа, то на нее от источника 2 питания лампы подается номинальное напряжение и ток в цепи контроля тока лампы не превьппает заданное минимальное значение тока короткозамкнутой лампы. На выходе первого порогового элемента 4 имеется сигнал логического нуля, и команда на разряд накопительного конденсатора 9 не подается.

При подключении к контактам 1 короткозамкнутой лампы ток в цепи контроля тока лампы превышает заданное минимальное значение тока коротко- замкнутой лампы и на выходе первого порогового элемента 4 появляется сигнал логической единицы, который поступает на первый вход логического элемента И 13.

Если на втором входе этого элемента также имеется сигнал логической единицы, свидетельствующий о заряде накопительного конденсатора 9 до заданного напряжения, то и на его выходе появляется сигнал логической единицы, который включает тиристорный ключевой элемент 8. Происходит разряд накопительного конденсатора на короткозамкнутую лампу. При этом в области короткого замыкания происходят электроэрозионные процессы испарения и удаления контактирующих материалов. В результате действия одного импульса электрической энергии удаляется объем контакта замыкания на глубину

i ILsai. i,

Е

где - максимальное напряжение

импульса;

Е - электрическая прочность среды образовавшегося промежутка.

Несмотря на то, что при разряде накопительного конденсатора 9 напряжение на нем уменьшается и на выхо- дах третьего порогового элемента 12 и логического элемента И 13 присутствуют сигналы логического нуля, разряд конденсатора продолжается, так как тиристорный ключевой элемент 8

остается открытым до тех пор, пока ,ток в цепи разряда не станет меньшим тока удержания тиристора. В то же время команда на заряд накопительного конденсатора не подается, так как при

наличии тока в цепи разряда на выходе второго порогового элемента 11 имеется сигнал логической единицы. Таким образом, предотвращается одновременное включение транзисторного 7

и тиристорного 8 ключевых элементов.

После включения тиристорого ключевого элемента 8 ток в цепи разряда накопительного конденсатора прекращается и на выходе второго порогового

элемента 11 появляется сигнал логического нуля, а на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 14 - сигнал логической единицы. При этом снова включается транзисторньй ключевой элемент 7 и

накопительный конденсатор 9 заряжается до заданного напряжения.

Если после первого импульса короткое замыкание в лампе не устранилось, на выходе первого порогового элемента 4 продолжает находиться сигнал логической единицы. При этом как только накопительный конденсатор 9 зарядится до заданного напряжения и на выходе третьего порогового элемента 12

появится сигнал логической единицы, снова включается тиристорный ключевой элемент 8 и на короткозамкнутую лампу подается второй импульс электрической энергии. Таким образом импульсы электрической энергии подаются до тех пор, пока ток в цепи контроля тока лампы будет превьш1ать заданное минимальное значение тока короткозамкнутой лампы.

Если в результате действия очередного импульса короткое замыкание устранилось, т.е. ток в цепи контроля тока лампы стал меньше заданного минимального тока короткозамкнутой лампы, на выходе первого порогового элемента 4 появляется сигнал логического нуля, запрещающий включение разряда накопительного конденсатора 9 на исправленную лампу после его заряда до заданного значения напряжения .

В предлагаемом устройстве время заряда конденсатора до заданного значени напряжения определяется емкостью конденсатора, сопротивлением цепи заряда и величиной выходного напряжения источника заряда и является постоянным для выбранного значения этих пара- метров.

Время разряда конденсатора определяется емкостью конденсатора и сопротивлением цепи разряда, в состав которой входит короткозамкнутая лам- па. Сопротивление короткозамкнутой лампы различно для разных типов ламп зависит от характера короткого замыкания и для каждой лампы увеличивается при постепенном прожигании ко роткозамкнутого промежутка.

Наличие блокировки, предотвращающей одновременное включение транзисторного 7 и тиристорного 8 ключевых элементов, исключает одновременное протекание тока в цепях заряда и разряда накопительного конденсатора. При этом энергия импульса, подаваемого на короткозамкнутую лампу, равна энергии, запасенной в накопитель- ном конденсаторе за время заряда.

Сопротивление цепи заряда накопительного конденсатора 9 определяется величиной сопротивления резистора 6 и выбирается исходя из коммутацион ной способности транзисторного ключевого элемента 7, мощности и выходног напряжения источника 5 напряжения, которое выбирается большим требуемого значения максимального напряжения импульсов. При этом можно обеспечить практически мгновенный заряд накопительного конденсатора. Одновременно благодаря наличию стабилизации максимального напряжения импульсов обес печивается высокая точность дозировки их энергии.

В предлагаемом устройстве команда на разряд накопительного конденсатора 9 при условии наличия короткого замыкания в лампе выдается непосредственно после окончания его заряда до заданного значения напряжения, а команда на заряд - сразу после окончания разряда (выключения тиристор- ного ключевого элемента 8). При этом частота импульсов энергии, подаваемых на короткозамкнутую лампу, автоматически устанавливается максимальной для заданных параметров цепе заряда и разряда накопительного конденсатора и сопротивления коротко- замкнутого промежутка каждой конкретной исправляемой лампы в каждый отрезок времени в процессе постепенного устранения короткого замыкания. Таким образом, повышение частоты импульсов электрической энергии значительно сокращает время устранения короткого замыкания, а более точная дозировка энергии импульсов обеспечивает сокращение брака от перегорания ламп в процессе их исправления.

Формула изобретения

Устройство для обнаружения и устранения короткого замыкания в готовых лампах накаливания, содержащее контакты для подключения лампы, один из которых соединен с общей шиной, к которым параллельно подсоединены цеп контроля тока лампы, содержащая источник питания , и цепь устранения короткого замыкания, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени устранения короткого замыкания и брака от перегорани ламп в процессе их исправления, цепь контроля тока лампы снабжена измерительным резистором, включенным последовательно между положительным выводом источника питания лампы и общей щиной, и первым пороговым элементом, вход которого соединен с об- щей точкой источника питания лампы и измерительного резистора, цепь устранения короткого замыкания состоит из источника напряжения резистора, транзисторного и тиристорного ключевых элементов, накопительного конденсатора и диода, причем резистор включен последовательно между положительным выводом источника напряжения и входом транзисторного ключевого элемента, выход которого соединен с первым выводом накопительного конденсатора и анодом диода, катод которого соединен с общей шиной, второй вывод накопительного конденсатора соединен с отрицательным выводом источника напряжения и выходом тиристорного ключевого элемента, вход которого соединен с другим контактом для подключения лампы, и оно дополнительно снабжено вторым и третьим пороговыми элементами и логическими элемен9 133793710

тами И и ИПИ-НЕ, причем вход второгота соединен с вторым выводом накопипорогового элемента соединен с ано-тельного конденсатора, а выход - с

дом диода, а выход - с первым входомвторыми входами логических элементов

логического элемента ИЛИ-НЕ, первый5 Ш1И-НЕ, выходы которых соединены

вход логического элемента И соединенс управляющими входами соответственно

с выходом первого порогового элемен-тиристорного и транзисторного ключета, вход третьего порогового элемен-вых элементов.

Изобретение относится к электротехнической промьшшенности, в частности к производству ламп (Л) накаливания. Целью изобретения является сокращение времени устранения короткого замыкания в Л и брака от перегорания Л в процессе их исправления. При подключении к контактам 1 корот- козамкнутой лампы (КЛ) ток в цепи контроля тока Л превьппает заданное (Л 00 со ю со