Осветительное устройство Советский патент 1993 года по МПК H05B41/14 

Изобретение относится к светотехнике и может применяться в люминесцентных светильниках.

Целью изобретения является повышение надежности работы и снижение уровня пульсаций тока люминесцентной лампы путем ее питания от трех параллельно подключенных диодно-емкостных выпрямителей сетевого напряжения: симметричного вы- прямителя-учетверителя напряжения, несимметричного выпрямителя-удвоителя напряжения и мостового выпрямителя напряжения с балластным конденсатором на входе. Реализация этой цели позволяет получить более надежное одноламповое люминесцентное осветительное устройство с коэффициентом пульсаций светового потока менее 25%.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема осветительного устройства; на фиг.2 - осциллограммы токов и напряжений в характерных его цепях.

Осветительное устройство содержит выпрямитель-учетверитель напряжения питающей сети переменного тока, вход которого подсоединен к выводам 1 и 2 для подключения питающей сети и состоящий из конденсаторов 3,4,5 и 6, диодов 7,8,9 и 10, резисторов 11 и 12, выпрямитель-удвоитель напряжения, вход которого подсоединен к выводам 1 и 2 для подключения питающей сети и состоящий из конденсаторов 13, 4 и б, диодов 14 и 15, резистора 16, мостовой выпрямитель напряжения, вход которого подсоединен к выводам 1 и 2 для подключения питающей сети и состоящий из конденсаторов 17 и 18, диодного выпрямительного моста 19, резистора 20, диоды 21 и 22, резистор 23, причем между точками соединения положительных и отрицательных выходных выводов указанных трех выпрямителей напряжения через резистор 24 подключена люминесцентная лампа 25.

В режиме зажигания осветительное устройство работает следующим образом.

В момент подачи напряжения питающей сети (напряжением 220 В и частотой 50Гц) на выводы 1 и 2 устройства (фиг.1), . холодная люминесцентная лампа 25 обладает бесконечно-большим сопротивлением и не проводит тока. Благодаря подключению выходных выводов трех вышеупомянутых выпрямителей к общей нагрузке (последовательно включенные резистор 24 и люминесцентная лампа 25) через диоды (диоды 8,15и21-для положительной поляр- ности, диоды 10, 14 и 22 - для отрицательной полярности), после подачи на устройство напряжения питающей сети на нагрузку поступит наибольшее из трех выходных напряжений - учетверенное напряжение питание сети с выхода выпрямителя- учетверителя напряжения (с конденсаторов 4 и 6), а выходные напряжения двух других

выпрямителей будут заблокированы. Под воздействием учетверенного напряжения питающей сети люминесцентная лампа зажигается. По мере увеличения проводимости зажженной лампы уменьшается

напряжение на выходе выпрямителя-учет- верителя напряжения, и когда оно снизится менее чем до удвоенного пикового напряжения питающей сети , разблокируется выход выпрямителя-удвоителя напряжения и его

выходное напряжение также поступит на люминесцентную лампу 25, увеличивая еще больше ее проводимость и снижая тем самым падение напряжения на ней. При снижении падения напряжения на лампе менее

чем до пикового напряжения питающей сети, разблокируется выход мостового выпрямителя напряжения и его напряжение также поступит на люминесцентную лампу. Под воздействием выходных напряжений от

трех выпрямителей лампа разогревается и

выходит на рабочий режим горения.

В режиме горения осветительное устройство работает следующим образом. В интервале времени от t0 до ti напряжения питающей сети (фиг.2а) происходит подзаряд конденсатора 5 по цепи: вывод 1 для подключения питающей сети - конденсатор 5 - диод 9 - вывод 2 для подключения питающей сети, разряд конденсатора 3 выпрямителя-учетверителя по цепи: диод 8 - резистор 24 - лампа 25 - диод 22 - левое нижнее плечо мостового выпрямителя 19 - вывод 2. для подключения питающей сети - источник сетевого напряжения - вывод 1

для подключения питающей сети, а также перезаряд конденсатора 13 выпрямителя- удвоителя напряжения по цепи: вывод 1 для подключения питающей сети - конденсатор 13 - диод 15 - резистор 24 - лампа 25 - диод

ю - диод 9 - вывод 2 для подключения питающей сети. В этот интервал времени мостовой выпрямитель почти полностью заблокирован.

в интервале времени от ti до te напряжения питающей сети (фиг.2а) блокируется разряд конденсатора 3 и включается в работу мостовой выпрямитель напряжения, проводя ток по следующей цепи: вывод 1 для

подключения питающей цепи - конденсатор 17 - правое верхнее плечо мостового выпрямителя 19 - диод 21 - резистор 24 -. лампа 25 - диод 22 - левое нижнее плечо мостового выпрямителя 19 - вывод 2 для

подключения питающей сети. В этом интервале времени заблокирован также и выпрямитель-удвоитель напряжения.

В интервале времени от t2 до 1з напряжения питающей сети (фиг.2а) ток через лампу продолжает поступать от мостового выпрямителя, главным образом от конденсатора 18 этого выпрямителя. Другие выпрямители напряжения в этом интервале времени заблокированы.

В интервале времени от ta fto tq напряжения питающей сети (фиг,2а) ток через лампу поступает от выпрямителя-учетвери- теля напряжения - заканчивается разряд конденсатора 3 по цепи, указанной для интервала времени от to до ti. Другие выпрямители напряжения в этом интервале заблокированы.

В интервале времени от t4 до ts напряжения питающей сети (фиг.2а) происходит подзаряд конденсатора З.по цепи: вывод 2 для подключения питающей сети - диод 7 - конденсатор 3 - вывод 1 для подключения питающей сети, разряд конденсатора 5 вы- прямителя-учетверителя напряжения по цепи: вывод 1 для подключения питающей сети - источник сетевого напряжения - вывод 2 для подключения питающей сети - левое верхнее плечо мостового выпрямителя 19 - диод 21 - резистор 24, лампа 25 - диод 10, а также перезаряд конденсатора 13 ваыпрямителя-удвоителя напряжения по цепи: вывод 2 для подключения питающей сети - диод 7 - диод 8 - резистор 24 - лампа 25 - диод 14. В этот интервал времени мостовой выпрямитель заблокирован.

В интервале времени от ts до te напряжения питающей сети (фиг.2а) блокируется разряд конденсатора 5 и включается в работу мостовой выпрямитель напряжения, проводя ток по следующей цепи: вывод 2 для подключения питающей сети - левое верхнее плечо мостового выпрямителя 19 -диод 21 - резистор 24 - лампа - диод 22 - правое нижнее плечо мостового выпрямителя 19 - конденсатор 17- вывод 1 для подключения питающей сети. В этом интервале времени заблокирован также и выпрямитель-удвоитель напряжения.

В интервале времени от te до t напряжения питающей сети (фиг.2а) ток через лампу поступает от мостового выпрямителя, главным образом от конденсатора 18 этого выпрямителя. Другие выпрямители напряжения в этом интервале времени заблокированы.

В интервале времени от t до ta напряжения питающей сети (фиг.а) ток через лампу поступает от выпрямителя-учетвери- теля напряжения - заканчивается разряд конденсатора 5 по цепи, указанной для интервала времени от ъ до ts. Другие выпрямители напряжения в этом интервале времени заблокированы.

Осциллограммы токов в положительных 5 выводах выпрямителя-учётверителя, выпрямителя-удвоителя и мостового выпрямителя напряжений представлены соответственно на фиг.2б, фиг.2в и фиг.2г. Осциллограмма тока через лампу мощностью 40Вт, являю0 щегося суммой токов от упомянутых выпрямителей напряжения, представлена на фиг.2д, а осциллограмма напряжения на этой лампе - на фиг.2е.

Резистор 24 предназначен для обеспе5 чения устойчивости работы лампы 25 в режиме горения, в частности для устранения релаксационных колебаний.

Резисторы 11, 12, 16, 20 и 23 - защитные, предназначенные для снятия заряда с

0 конденсаторов, которые они шунтируют, в выключенном состоянии осветительного устройства.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Осветительное устройство, содержа5 щеедиодно-емкостныйучетверитель напряжения питающей сети переменного тока, первый вывод первого конденсатора которого соединен с первым выводом для подключения питающей сети, второй вывод

0 первого конденсатора через первый диод соединен с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с вторым выводом для подключения питающей сети и через второй диод - со вторым

5 выводом первого конденсатора, первый вывод третьего конденсатора соединен с первым выводом для подключения питающей сети, второй вывод третьего конденсатора через третий диод соединен с первым выво0 дом четвертого конденсатора, второй вывод которого соединен с вторым выводом для подключения питающей сети и через четвертый диод - с вторым выводом третьего конденсатора, к первым выводам второго и

5 четвертого конденсаторов подключена соединенная последовательно с первым резистором люминесцентная лампа, а параллельно с первым и с третьим конденсаторами подключены соответственно вто0 рой и третий резисторы, отличающее- с я тем, что, с целью увеличения надежно- . сти и уменьшения уровня пульсаций тока лампы, введены пятый, шестой и седьмой конденсаторы, диодный мостовой выпрями5 тель переменного тока, пятый, шестой, седьмой и восьмой диоды, четвертый, пятый, и шестой резисторы, причем первые выводы пятого и седьмого конденсаторов соединены с первым выводом для подклю- чения питающей сети, второй вывод пятого

конденсатора соединен с первым выводом диагонали переменного тока мостового выпрямителя, второй вывод которого соединен с вторым выводом для подключения питающей сети, шестой конденсатор подключен к выводам для подключения питающей сети, шестой конденсатор подключен к выводам диагонали постоянного тока мостового выпрямителя, положительный вывод которого через пятый диод соединен с первым выводом второго конденсатора, отрицательный вывод диагонали постоянного тока выпрямителя через шестой диод соединен с первым выводом четвертого кон0

денсатора, второй вывод седьмого конденсатора через седьмой диод соединен с первым выводом второго конденсатора и через восьмой диод- с первым выводом четвертого конденсатора, а четвертый, пятый и шестой резисторы подключены параллельно соответственно к шестому, пятому и седьмому конденсаторам, при этом первый, четвертый, пятый и седьмой диоды подключены к второму конденсатору отрицательными выводами, а второй, третий, шестой и восьмой диоды подключены к четвертому конденсатору положительными выводами.

Использование: в люминесцентных светильниках. Сущность изобретения: осветительное устройство содержит выпрямитель - учетверитель напряжения питающей сети переменного тока, вход которого подсоединен к выводам 1 и 2 для подключения питающей сети и состоящий из конденсаторов 3,4,5 и 6, диодов 7,8,9 и 10, резисторов. 11 и 12, выпрямитель - удвоитель напряжения, вход которого подсоединен к выводам 1 и 2 подключения питающей сети и состоящий из конденсаторов 13, 4 и 6, диодов 14 и 15 и резистора 16, мостовой выпрямитель напряжения, вход которого подсоединен к выводам 1 и 2 для подключения питающей сети и состоящий из конденсаторов 17 и 18, диодного выпрямительного моста 19, резистора 20, диоды 21 и 22, резистор 23, причем между точками соединения положительных и отрицательных выходных выводов указанных трех выпрямителей напряжения через резистор 24 подключена люминесцентная лампа 25. 2 ил.