Устройство для питания газоразрядной лампы Советский патент 1987 года по МПК H05B41/28 

Изобретение относится к электротехнике и, в частности, касается устройства для питания газоразрядных короткодуговых.ламп сверхвысокого давления.

Цель изобретения - стабилизация светового потока путем стабилизации подводимой мощности.

На чертеже показана блок-схема устройства для питания газоразрядной лампы.

Устройство состоит из источника 1 постоянного напряжения преобразователя 2 напряжения, подключенного входом к выходу источника 1 постоянного напряжения блока 3 поджига, подключенного входом к выходу преобразователя 2 напряжения, а выходом к первичной обмотке импульсного тран сформатора 4, один вывод вторичной обмотки которого подключен к выводу 5 для подключения анода газоразрядной лампы, конденсатора 6 роздига, подключенного через токоограничиваю- щий резистор 7 между выводом 8 для подключения катода газоразрядной лампы и вторым выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора 4. Преобразователь 2 напряжения выполнен в виде импульсного стабилизатора мощности, состоящего из включенных последовательно между выходом источника 1 постоянного напряжения и общей шиной, дросселя 9, транзисторного ключа 10 и резистора 11, К общей точке дросселя 9 и транзисторного ключа 10 подключен анод диода 12, катод которого подключен к вторичной обмотке импульсного трансформатора 4

Между катодом диода 12 и выходом источника 1 постоянного напряжения включен конденсатор 13 .фильтра, параллельно конденсатору 13 фютьтра включены последовательно соединенны резистор 14 и стабилитрон 15. Между выходом источника 1 постоянного напряжения и выводом 8 для подключения катода газоразрядной лампы включен дроссель 16 фильтра, а между общей точкой транзисторного ключа 10 и резистора 11 и выходом источника 1 постоянного напряжения включены последовательно два резистора 17 и 18, к общей точке которых подключен вхо триггера Шмитта 19. Между входом триггера Шмитта 19 и общей шиной включен конденсатор 20. Выход триггера Шмитта 19 подключен к управляю

5

Q

щему входу транзисторного ключа 10, а вывод для подключения источника питания триггера Ымитта 19 подсоединен к выходу стабилизатора 21 напряжения, подключенного входом к выходу источника 1 постоянного напряжения .

Устройство работает следующим образом.

При.включении источника 1 постоянного напряжения на выходе стаби.лиза- тора 2-1 напряжения появляется напряжение, прикладываемое к выводу для подключения источника питания триггера Шмитта 19. Поскольку в первый момент напряжение на конденсаторе 20 ниже порогового значения напряжения, триггер Шмитта 19 находится в одном из двух устойчивых состояний, которому соответствует открытое состояние транзисторного ключа 10. Через дроссель 9, транзисторный ключ 10 и резистор 11 начинает протекать ток, 5 величина которого ограничивается индуктивностью дросселя 9, при этом в индуктивности дросселя 9 запасается энергия, По мере протекания тока через резистор 11 происходит дозаряд- ка конденсатор. 20 через резистор 17 и напряжение на нем увеличивается. При достижении порогового значения напряжения на конденсаторе 20 происходит переброс триггера Шмитта 19 во второе устойчивое состояние, которому соответствует закрытое состоя-- ние транзисторного ключа 10. После перехода транзисторного ключа 10 в закрытое состояние в индуктивности дросселя 9 возникает ЭДС самоиндукции, которая замыкается через диод .12 на конденсатор 13 фильтра. Как только напряжение на конденсаторе 13 фильтра становится больше напряжения стабилизации стабилитрона 15, через резистор 14 и стабилитрон 15 начинает протекать ток. Одновременно происходит уменьшение напряжения на конденсаторе 20 за счет его разряда через резисторы 17 и 11 до порогового значения напряжения, при котором происходит обратньй переброс триггера Шмитта 19 в устойчивое состояние, соответствующее открытому состоянию транзисторного ключа 10. Таким обра- зом, транзисторный ключ 10;работает в импульсном режиме, а скважнос ь. и частота импульсов определяется сопротивлением нагрузки и напряжением

0

5

0

5

0

3

источника 1 постоянного напряжения. При конкретно выбранньпс значениях сопротивлений резисторов 11, 17 и 1 и пороговых напряжений срабатывания триггера Шмитта 19 средняя мощность потребляемая устрсйс вом от источника 1 постоянного напряжения, поддерживается с определенной точностью постоянной путем автоматической подстройки скважности генератора управляющих импульсов - триггера Шмитта 19 с помощью цепи обратной связи, состоящей из резисторов 11, 17 и 18 и конденсатора 20, и не зависит в определенных пределах от величины сопротивления нагрузки преобразователя 2 напряжения и напряжения источника 1 питания,

В начальный момент работы устройства нагрузкой преобразователя 2 напряжения являются последовательно соединенные резистор 14 и стабилитрон . 15, Суммарное сопротивле.ние этой цепочки выбирается в несколько раз больше, чем внутренее сопротивление газоразрядной лампы в установившемся режиме, для того, чтобы напряже- ние на выходе преобразователя 2 в начальный момент в несколько раз .превышало максимальное стационарное напряжение горения газоразряд- ной лампы и было достаточно для срабатывания блока поджига и зажигания дугового разряда в газоразрядной лампе. После заряда конденсатора 13 фильтра и конденсатора 6 розжига срабатывает блок 3 поджига и на вторичной обмотке импульсного трансформатора 4 наводится высоковольтный импульс, который через конденсатор 6 розжига и резистор 7-прикладывается к лампе и приводит к пробою газоразрядного промежутка. После разряда конденсатора 6 розжига через токоограничивающий резистор 7 и конденсатора 13 фильтра через дроссель 16 фильтра и образования дугового разряда прохождение тока через резистор 14 и стабилитрон 15 прекращается, поскольку напряжение стабилизации стабилитрона 15 выбирается чуть больше, чем максимально возможное падение напряжения на газоразрядной лампе. Величина тока, протекающего, через лампу, регулируется с помощью преобразователя 2 напряжения на уровне, необходимом для отбора от источника 1 постоянного напряже39907

ния постоянной мощности в соответствии с изменением падения напряжения на газоразрядной лампе и изменением напряжения источника 1 питания. Поскольку электрический КПД устройства в определенных пределах изменения этих величин с достаточной точностью можно считать неизменным, это обес Q печивает стабилизацию мощности, подводимой к газоразрядной лампе. Изменение напряжения на выходе преобразователя 2 осуществляется изменением длительности открытого состояния

g транзцсторного ключа 10 при помощи цепи обратной связи, образованной резисторами 11, 17 и 18 и конденсатором 20. На вход триггера Шмитта 19 поступает проинтегрированная конден- 20 сатором 20 сумма напряжений с резис- тивных делителей 17 и 18 и резистора 11, соответств ующих величине напряжения источника 1 питания и величине тока, отбираемого от него. Выбором

25 соотношения сопротивлений резисторов 17, 18 и 11 можно обеспечить то, что сумма этих сигналов (в определенном диапазоне изменения напряжения источника 1 питания)с точностью до нес-

3Q кольких процентов будет соответствовать мощности, потребляемой устройством от источника 1 питания. Использование цепи обратной связи, включенной между источником 1 постоянного напряжения и устройством, делает возможным работу импульсного регулятора напряжения с последовательным включением газоразрядной лампы и транзисторного ключа и дросселем, включенным параллельно газоразрядной

35

40

45

50

55

лампе в релейном режиме.

Формула изобретения

Устройство для питания газоразрядной лампы, содержащее источник постоянного напряжения, первый вывод которого связан с общей шиной непосредственно, дроссель, включенный меж- ДУ другим выводом источника постоянного напряжения и первым выходом транзисторного ключа, второй вывод которого связан в общей шиной, вход подключен к блоку управления, первый вывод связан через диод с первым выводом для подключ вния лампы, конденсатор, одной из обкладок подключенный к второму выводу источника пос-. тоянного напряжения, импульсный тран- .сформатор, первичная обмотка которо5 , 1 го соединена с блоком поджига, а вторичная включена в цепь питания лампы, стабилитрон, одним из выводов подключенный к второму выводу источника постоянного напряжения, второй вывод для подключения лампы, отличающееся тем, что,с целью стабилизации светового потока путем стабилизации подводимой мощности, введен дополнительный дроссель, пять резисторов, два дополнительных конденсатора и стабилизатор напряжения, а блок управления выполнен в виде триггера Шмитта, вход питания которого через стабилизатор напряжения связан с выходом источника постоянного напряжения, а управляющий вход соединен через первый резистор с втоРедактор А.Ворович

Составитель С.Яковлев

Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Заказ 4352/56 Тираж 801Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, гоУжгород, ул.Проектная,4

39907б

рым выводом источника постоянного напряжения, через первый дополнитель- ньй конденсатор с общей шиной и через второй резистор с вторым выводом транзисторного ключа, связанного с общей шиной через третий резистор, второй вывод стабилитрона подключен через четвертый резистор к второй обкладке основного конденсатора и связан с первым выводом для подключения лампы и первой обкладкой второго дополнительного конденсатора, другая обкладка которого через пятый резистор связана с вторым выводом для подключения лампы, которьй через дополнительный дроссель связан с вторым выводом источника постоянного напряжения.

0

15

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для питания короткодуговых ламп сверхвысокого давления и м.б. использовано для светолучевых осциллографов. Цель изобретения - стабилизация светового потока путем стабилизации подводимой эл.мощности. Необходимое для зажигания и питания лампы напряжения создается с помощью преобразователя, выполненного в виде импульсного стабилизатора мощности с последовательным включением транзисторного ключа и лампы и дросселем, подключенным параллельно газоразрядной лампе. Величина напряжения на выходе преобразователя -поддерживается автоматически с помощью схемы управления и цепи обратной связи на уровне, необходимом для отбора от источника питания пост.мощности в процессе эксплуатации устр-ва при изменении горения лампы и напряжения источника питания. Постоянство эл. КПД преобразователя в определенных пределах изменения напряжения горения лампы и напряжения : источника питания обеспечивает подведение к лампе пост, мощности при разгорании в процессе эксплуатации или при замене. 1 ил. (С (Л 00 со со со о