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

11

Изобретение относится к электротехнике, в частности к пускорегулиру юищм аппаратам для газоразрядных ламп (ГРЛ).

Цель изобретения - повышение надежности и КОД.

На фиг, 1 изображена схема устройства для стабилизации разряда ГРЛ; на фиг. 2 - схема блока управления; на фиг.З и 4 - временные диаграммы токов и напряжений.

Устройство содержит мостовой инвертор на управляемых ключах 1-4 (фиг. 1) с шунтирую1цими диодами 5-8 к выходным выводам которого подключе на цепь из последовательно соединенных корректирующего дросселя 9 и ГРЛ 10, первый обратньш диод 11, катодом подключенньй к точке соединения первого вывода дросселя фильтра 12, анода второго обратного диода 13 и переключающего элемента 14, другой вывод которого связан с клеммой 15 для подключения сети, и конденсатор 16. При этом второй вывод дросселя. 12 фильтра и вторая клемма 17 для по ключения сети соединены с выходными выводами мостового инвертора, а переключающий элемент 14 вьтолнен в виде ключа переменного тока.

Устройство также содержит блок 18 управления работой управляющих ключей 1-4 мостового инвертора и переключающего элемента 14.

Блок 18 управления (фиг. 2) выпол- .35 тор 16 - обратный диод 11 - дроссель

нен в виде генератора 19 прямоугольных импульсов, двух блоков 20 и 21 формирования длительности импульсов и-блока 22 временного сдвига, выпол- ненньгх на основе ждущих мультивибраторов, интегратора 23, датчика 24 тока лампы, распределителя 25 импульсов, выполненного на базе Т-тригге- ра, и двух блоков 26 и 27 совпадения на логических элементах И-НЕ 28-31.

При этом выход датчика 24 тока лампы связан через интегратор 23 с управляюо;ими входами ждущих мультивибраторов блоков 20 и 21 формирования длительности импульсов, выход первого из которых соединен с управляющим входом переключающего элемента 14, а выход второго подключен к одному из входов блоков 26 и 27 совпадения импу.пьсов, вторые входы которых связаны с соответствующими выходами распредели-теля 25 импульсов, а выходы каждого из них подключены к

to

5

20

25

.30

управляющим входам соответствующих ключей 1-4 мостового инвертора, причем тактирующие входы -первого блока 20 формирования длительности импульсов и распределителя 25 импульсов непосредственно, а второго блока 21 формирования длительности импульса через блок 2.2 временного сдвига подключены к выходу генератора 19 прямоугольных импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Во время открытого состояния переключающего элемента 14 (промежуток времени t , фиг. 3) к напряжению источника питания подключены последовательно соединенные дроссель 12 фильтра, корректирующий дроссель 9 и ГРЛ 10. На этом этапе ток лампы 1д равен входному току 1„„ и определяетtj JV

ся напряжением источника- питания и индуктивностью указанных дросселей. П1эи достижении уровня, определяемого условиями создания синусоиды его огибающей, от блока 18 управления поступает сигнал на размыкание элемента 14 (момент времени t, фиг. 3).

Начиная с момента t( до момента tj происходит возвращение энергии, запасенной- в дросселях 9 и 12, в накопительный конденсатор 16. На этом этапе происходит его разряд по следующим двум контурам: дроссель 12 фильтра - шунтирующий диод 5 - конденса12 фильтра; корректирующий дроссель 9 - ГРЛ 10 - шунтирующий диод .7 - конденсатор 16 - шунтирующий диод 6 - корректирующий дроссель 9.

В промежутке времени

Чtj происходит формирование необходимо / огибающей тока лампы 1д путем разряда накопительного конденсатора 16 с помощью мостового инвертора; в первом

случае ток через лампу 1д от заряженного конденсатора 16 протекает по контуру конденсатор 16 - ключ 1 г корректирующий дроссель 9 - ГРЛ 10 - ключ 4 - конденсатор 16, а во втором

(показан на фиг. 3 пунктиром) конденсатор 16 - ключ 3 - ГРЛ 10 - корректирующий дроссель 9 - ключ 2 - конденсатор 16.

В момент времени Ц транзисторы мостового инвертора запираются и энергия, накопленная в индуктивности 9, возвращается в накопительный конденсатор по цепи: корректирующий дроссель 9 - ГРЛ 10 - шунтирующий диод 7 - конденсатор 16 - шунтирующий диод 6 корректирующий дроссель 9, шунтирующий диод 5 - конденсатор 16 - шунтируюш 1Й диод 8 - ГРЛ 10 - дроссель 9 (во втором случае).

Далее следует интервал времени tj.- tj, на котором процессы, происходящие в схеме, качественно аналогич- ны рассмотренным ранее на этапе t. После возврата энергии дросселя 9 в накопительный конденсатор 16 процессы в схеме для положительной полуволны питающего напряжения повторя- ются. Для отрицательной полуволны питакяцего напряжения процессы в устройстве аналогичны рассмотренным.

Формирование синусоидальной огибающей входного тока i осуществля- ется посредством введения обратной связи (ОС) по среднему значению тока за интервал его протекания ( t,) и выбором соответствующих коэффициентов передачи интегратора 23 и бло- ка 20 формирования длительности. В результате на входе ключа 14 формируется переменная по длительности последовательность управляющих импульсо и,4 (фиг. 3).

На фиг. 3 показаны также последовательности управляющих импульсов U, и Uj, ключей мостового инвертора, с помощью которых на этапах .t и tg происходит формирование оги- бающей тока лампы 1д. В предлагаемом устройстве возможно также регулирование огибающей тока лампы 1д при синусоидальном входном токе 1(фиг.4 Регулирование огибающей тока лампы осуществляется изменением амплитуды и длительности разрядного тока накопительного конденсатора 16, что достигается изменением длительности управляющих импульсов U, и U,j.j (фиг, 4), поступающих на ключи 1, 4 и 2, 3 мостового инвертора, с помощью введения дополнительной ОС по среднему значению тока 1д в интервале его протекания tj. Эта ОС осу ществляется аналогично рассмотренной с той лищь разницей, что проинтегрированный интегратором 23 сигнал с датчика 24 тока воздействует на временную цепь ждущего мультивибратора блока 21 формирования длительности.

При этом оптимальной огибающей тока лампы следует считать такую, при которой коэффициент пульсаций светового потока не превышает заданные значения. На фиг. 4 приведен пример такой огибающей, где посредством введения ОС среднее значение тока лампы 1д поддерживается на постоянном уровне.

Благодаря выполнению переключающего элемента симметричным введением дополнительного обратного диода и накопительного конденсатора в устройстве происходит совмещение части балластных функций дросселем фильтра сети. Необходимая огибающая тока лампы создается путем разряда во время пауз сетевого тока предварительно заряженного конденсатора. При этом через ключевые элементы инвертора проходит только часть тока лампы, что уменьшает их загрузку и потери, а следовательно, повышает надежность я КПД устройства.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации разряда газоразрядной лампы, содержащее мостовой инвертор на управляемых ключах с шунтирующими диодами, выходные выводы которого связаны с выводами для подключения газоразрядной лампы, первый обратньш диод, катодом подключенный к объединенным выводам дросселя фильтра и переключающего элемента, другой вывод которого соединен с одним из выводов для подключения сети, другой вывод для подключения сети, при этом анод первого обратного диода подключен к тому входному вьшоду мостового инвертора, к которому подсоединены аноды его шунтирующих диодов, блок управления, работой переключающего элемента и ключей мостового инвертора, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности и КПД, введены второй обратный диод, анод которого соединен с катодом первого обратного диода, а,катод с другим входным выводом мостового инвертора, накопительный конденсатор, включенный между входными выводами мостового инвертора, корректирующий дроссель, через который выходные выводы мостового инвертора связаны с выводами для подключения газоразрядной лампы, переключающий элемент выполнен в виде ключа переменного тока, а блок управления работой переключаюздего элемента и ключей мостового инвертора вьшолнен в виде генератора прямоугольных импульсов, двух блоков формирования длительности импульса, Ълока временного сдвига, интегратора, датчика тока лампы, распределителя импульсов и двух блоков совпадения, при этом выход датчика тока лампы связан через интегратор с управляющими входами блоков формирования длительности импульсов, выход первого из которых связан с управляющим входом переключающего элемента, а выход второго подключен к одному

из выходов блока совпадения импульсов., вторые входы которых связаны с соответствующими выходами распределителя импульсов, а выходы каждого из них связаны с управляющими входами соответствующих ключей мостового инвертора, причем тактирующие входы первого блока формирования длительности импульса и распределителя импульсов непосредственно, а второго блока формирования длительности импульсов через блоки временного сдвига подключены к выходу генератора прямоугольных импульсов.

L

Изобретение относится к электротехнике, в частности к.пускорегулирующим аппаратам для газоразрядных ламп. Целью изобретения является повышение надежности и КПД. Устр-во содержит мостовой инвертор на управляемых ключах 1-4, переключающий элемент 14, блок управления 18 и др. элементы. Благодаря выполнению переключающего элемента 14 симметричным, введению дополнительного обратного диода 13 и накопительного конденсатора 16 в устр-ве происходит совмещение части балластных функций дросселем фильтра 12. Необходимая огибающая тока лампы создается путем разряда во время пауз сетевого тока предварительно заряженного конденсатора 16. Через ключевые элементы 1-4 инвертора проходит только часть тока лампы, что уменьшает их загрузку и потери. 4 ил. с ел с «i U J с сд 00 ел

6

fjr

If,

%

1 П П П П П

П JL

л

л

л

л

П П П П П П Г1

л.

л

л

л

л

л

Л

А.

т

/

и,и

llib

-пгпгпп гпгпп П ппп П гп

JD.

л

JL

JIL

JL

Л

Ч

П

П

Редактор А. Шишкина

Составитель Л. Краснов Техред М.Моргентал

Заказ 5300/58 Тираж 799Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

JIL

JL

Л

П

П

t

to

Корректор А. Тяско