Устройство для зажигания и питания люминесцентной лампы Советский патент 1991 года по МПК H05B41/282 

(Л

С

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение КПД. Устройство обеспечивает зажигание и питание люминесцентной лампы высокочастотными однополярными импульсами. Устройство содержит высокочастотный генератор с полупроводниковым управляемым ключом, балластный резистор, конденсатор фильтра, балластный конденсатор, мостовой выпрямитель на четырех диодах, а также схему, обеспечивающую управление процессами зажигания люминесцентной лампы. Устройство позволяет осуществить прогрев катода люминесцентной лампы и разделить пусковой и рабочий режимы лампы таким образом, что в рабочем режиме отсутствует дополнительное потребление энергии. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в осветитель- ных установках с люминесцентными лампами.

Цель изобретения - повышение КПД устройства.

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы.

Выпрямительный мост, образованный диодами 1 - 4 и выходными клеммами 5 и 6, подключен через балластный конденсатор 7 к питающей сети 8 переменного тока. Конденсатор сглаживающего фильтра 9 через размыкающие контакты 10 и 11 реле 12, параллельно которым подключен третий диод 13, подсоединен к выходным клеммам 14 и 15 выпрямительного моста. Параллельно второму резистору 16, подключенному одним выводом к аноду тиристора 17, а другим к выходной клемме 14 выпрямительного моста, через первый диод 18 и третий резистор 19, включена обмотка реле 12 с параллельно соединенным вторым конденсатором 20. Параллельно тиристору 11 включена цепочка, состоящая из последовательно соединенных первого резистора 21 и первого конденсатора 22, подключен аноддинисто- ра 23, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора 17, Катод тиристора 17 через второй диод 24, четвертый резистор 25, цепочку, состоящую из па- раллельно соединенных третьего конденсатора 26 и первого электрода 27 лампы 28, подключен к выходной клемме 15 - выпрямительного моста. Катод третьего диода 13 соединен с перекидным контактом 29 второй группы реле 12. Замыкающий контакт 30 через балластный резистор 31 соединен с выводами 32 и 33 второго электрода 34 лампы 28, с концом первой 35 и началом

О 00

ы

00

о

второй 36 обмотки импульсного трансформатора 37, с эмитером п-р-п-транзистора 38, Начало первой обмотки 39 импульсного трансформатора 37 соединено с первым выводом конденсатора 40 обратной связи, а конец второй обмотки 41 через цепочку из параллельно соединенных базового конденсатора 42 и базового резистора 43 подключен к базе п-р-п-транзистора 38, коллектор которого соединен с вторым выводом конденсатора 40 обратной связи и с размыкающим контактом 44 реле 12.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения сети на входные клеммы конденсатор сглаживающего фильтра 9 начинает заряжаться через балластный конденсатор 7, диоды 1 - -1 моста, размыкающий контакт роле Юн 11, рм этом напряжение на конденсаторе фильтра 9, а следовательно, и на тиристоре 17 изменяется в соответствии с диаграммой, изображенной на фиг.2а (t0 - ti). Конденсатор фильтра 9 заряжается порциями о течение каждого полупериода входного напряжения, поскольку емкость балластного конденсатора 7 значительно меньше емкости конденсатора фильтра.

В момент времени (п), когда напряжение на тиристоре 17 достигает напряжения включения, величина которого определяется только параметрами порогового элемента динистора 23 поскольку постоянная аремени цепи резистор 21, конденсатор 22 значительно меньше постоянной времени заряда конденсатора фильтра 9, происходит открывание тиристора 17, Начинает протекать ток nq цепи; положительный вывод 14 выпрямительного моста, резистор 16, тиристор 17, диод 24, резистор 25, кзюд 27, отрицательный вывод 15 выпрямительного моста. Тиристор 17 работает с непрерывном режиме, поскольку пульсации выходного напряжения сглаживаготся зк десатором фильтра 9, не позволяя току чз- рез тиристор 17 уменьшаться до тока удержания.

Ток, протекающий через тиристор Г/, обеспечивает разогрев катодв 27, о также создает падение напряжения из резисторе 16. Этим напряжением через диод 18 и резистор 19 заряжается конденсатор 20 (фиг.2), момент (ti -12). В момент времени t2 напряжение на нем достигает напряжения срабатывания реле 12, при этом замыкз О- щий контакт (29,30) подключается к балластному резистору 31, а размыкающий контакт 44 размыкается. При этом конденсатор сглаживающего фильтра 9 отсекается от тиристора 17 диодом 13. Тиристор 17 оказывается под пульсирующим напряжением и выключается при переходе напряжения через точку естественной коммутации гз (фиг.2а), В следующий полупериод происходит заряд конденсатора фильтра 9 по цепи: балластный конденсатор 7, диод моста 1,(2), диод 13, конденсатор фильтра 9, диод моста 3 (4). В момент и происходит открывание тиристора 17, напряжение на выходных

кпеммах 14 и 15 выпрямительного моста становится малым (порядка 15-20 В), заряд конденсатора фильтра 9 прекраа ается, а его разряду препятствует диод 13, Балластный конденсатор 7 заряжается от входной

сети 8 до амплитудного напряжения. В момент тв ток заряда балластного конденсатора 7. а следовательно и ток через тиристор 17 становятся равными НУЛЮ, Тирмстор 17 выключается. Начинал с этого момента напряжение на выходных клеммах 14 и 15 выпрямительного моста будет определяться разностью напряжения балластного конденсатора 7 и напряжения входной сети 8. С момента времени to, когда напряжение на

выходных клеммах 14и 15 выпрямительного моста становится равным напряжению на конденсаторе фильтра 9, происходит его дальнейший подзаряд, который закончится в момент следующего включения тиристора

17 (IT). Максимальная величина напряжения, до которого зарядится в результате переходного процесса конденсатор фильтра 9, равна амплитудному напряжению на тиристоре, которое в свою очередь определяйся

выражением:

исфм I 11с6м1 + I Uc l , где Усбм амплитудное напряжение на бэл- ластном конденсаторе 7;

IV - напряжение входной сети 8 в мо- мент включения тиристора.

Момент включения тмриеторз опреде- лчечся параметрами его цепи управления (резистор 21, конденсатор 22). Изменяя параметры этой цепи можно изменять аыпли- 5 туду напряжения и тиристора 17, з следовательно напряжение на конденс -. горе сглаживающего фильтра 9 и лампе 20,

Таким образом, в результате работы O схемы разогревается катод 27 и подается высокое напряжение на лампу 28, это приводит к еэ надежному зажиганию. После загорания лампы 26 напряжение на выходных клеммах 14 и 15 выпрямительного мос- 5 а уменьшается до напряжения, близкого к напряжению горения дампы 28. Этого напряжения становится недостаточно для сра- Осньшания схемы управления тиристором 17, поэтому он остается закрытым. Конденсатор 20 разряжается, а реле 12 выключается, т.е. замыкаются контакты 10,11 и 29, 44. Таким образом, в цепь питания лампы 28 вместо балластного резистора 31 подключается высокочастотный генератор, Лампа 28 переходит на режим питания од- нополярными высокочастотными импульсами.

Формула изобретения Устройство для зажигания и питания люминесцентной лампы, содержащее пять резисторов, два конденсатора, пороговый элемент, электромагнитное реле с переключающей группой контактов, диод, мостовой выпрямитель, входные выводы которого че- рез первый конденсатор соединены с выводами для подключения питающей сети переменного тока, а отрицательным выходным выводом - к первому выводу второго конденсатора и к первому выводу для подклю- чения первого электрода люминесцентной лампы, управляемый полупроводниковый ключ, к одному из силовых выводов которого подключен вывод размыкающего контакта переключающей группы электромагнитного ре- ле, и управляемому входу полупроводникового ключа подключен выход высокочастотного генератора, выводы питания которого подключе- ны соответственно к силовым выводам полупроводникового ключа, первый резистор подключен одним из выводов к выводу замыкающего контакта переключающей группы электромагнитного реле, два вывода для подключения второго электрода лампы, зто- рой вывод для подключения первого элект- рода лампы, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, оно дополнительН

но снабжено двумя диодами, тремя конденсаторами, тиристором, анод которого подключен к первым выводам второго и третьего резисторов, первому выводу третьего конденсатора и к первому выводу обмотки электромагнитного реле, второй вывод второго резистора через пороговой элемент подключен к управляющему вы воду тиристора, а через четвертый конденсатор - к катоду тиристора и аноду первого диода, катод которого через четвертый резистор соединен с вторым выводом для подключения второго электрода лампы и первым выводом пятого конденсатора, второй вывод которого подключен к первому выводу второго конденсатора, второй вывод третьего конденсатора и второй вывод обмотки электромагнитного реле подключены через пятый резистор к катоду второго диода, анод которого и второй вывод третьего резистора подключены к положительному выходному выводу мостового выпрямителя и к аноду третьего диода, катод которого соединен с вторым выводом второго конденсатора и общим выводом переключающей группы контактов электромагнитного реле, второй силовой вывод управляемого полупроводникового ключа и второй вывод первого резистора подключены к объединенным выводам для подключения второго электрода люминесцентной лампы, при этом пороговый элемент выполнен Б виде дин исто ра, а электромагнитное реле выполнено с дополнительным размыкающим контактом, подключенным параллельно третьему диоду.

5Ы-,31,-«

Фиг. 2