Устройство для зажигания и питания газоразрядной импульсной лампы Советский патент 1978 года по МПК H05B41/30 

Изобретение относится к газоразрядным приборам, в частности к схемам питания, зажигания и управления газоразрядными импульсными источниками света, предназначенным для использования в светосигнальных приборах, работающих в режиме часто повторяющихся импульсов света. Известна газоразрядная импульсная лампа, используемая в светосигнальных приборах, которая питается от источника питания через зарядное устройство, выполненное, например, в виде полупроводникового конвертора 1. Импульсный разряд инициируется в лампе при подаче на нее высоковольтного импульса от генератора зажигающих импульсов. Недостатком данного устройства является возможность пропусков импульсов света. Указанный недостаток устранен в способе питания и зажигания газоразрядной импульсной лампы, по которому в случае пропуска очередного импульса света генератор зажигающих импульсов автоматически переводится в режим работы с повышенной, например на два порядка, частотой следования импульсов зажигания. Благодаря этому один из последующих импульсов зажигает ламп}, тем самым исключая иропуски значительного количества импульсов света. При этом происходит только незначительная задержка очередного импульса света на время, равное одному или нескольким интервалам между импульсами зажигания 2. В известном устройстве, реализующем этот способ зажигания и пригодном для использования с любым видом зарядных устройств, как с балластом, так и безбалластных, использзется чувствительный элемент, включенный, например, между накопительным конденсатором и разрядным контуром генератора зажигающих импульсов. В случае пропуска импульса света генератор зажигающих импульсов посредством этого чувствительного элемента переводится в режим повышенной частоты следования зажигающих импульсов. К недостаткам указанного устройства относятся необходимость нрименения специального чувствительного элемента, нуждающегося в подстройке порога срабатывання и сравнительно низкий КПД зарядной цепи генератора зажигающих импульсов. Целью изобретепия является повьпиение коэффициента полезного действия и упрощение зарядпой цепи блока зажигання. Указанная цель достигается тем, что вторичная обмотка трансформатора зарядного блока выполнена с отводом, к которому через диод подключен генератор зажигающих импульсов. При подсоединении к выходному трансформатору такого зарядного устройства через диоды, например, накопительного конденсатора и

конденсатора генератора зажигающих импульсов нроисходит их одновременная зарядка, нричем величины напрял ений на них оказываются пропорциональны количествам внтков в обмотках или отводах трансформатора, к которым подсоединены эти конденсаторы. Если сработает генератор зажигающих импульсов и нри этом разрядится его конденсатор, то последующая зарядка будет происходить только этого разряженного конденсатора, а напрял ;ение на накопительном конденсаторе будет оставаться неизменным в течение всего времени зарядки конденсатора в генераторе зажигающих импульсов. Таким образом, вся мощность зарядного устройства будет расходоваться на зарядку одного конденсатора. Если емкость конденсатора в генерагоре зажигающих импульсов много меньше, чем емкость накопительного конденсатора, и в схеме зажигания содержится пороговый коммутирующий элемент, то реализуется описанный выше способ зажигания. При пропуске импульса света генератор зажигающих импульсов автоматически переводится в режим посылок импульсов с частотой, например, на два порядка превышающей частоту тактовых имнульсов.

На чертеже изображена электрическая схема устройства для питания и зажигания импульсной лампы.

Источник питания 1 подключается к безбалластному зарядному устройству 2, к которому подсоединены накопительный конденсатор 3, генератор зажигающих импульсов 4, выводы импульсной лампы 5 с зажигающим электродом 6.

Зарядное устройство 2 выполнено, например, в виде однотактного преобразователя, омический делитель напряжения которого, состоящий из резисторов 7 и 8 включен в базовую цепь транзистора 9.

Трансформатор 10 имеет первичную обмотку И, которая включена в коллекторную цень транзистора 9. Выходная обмотка 12 подсоединена к наконительному конденсатору 3 и выводам лампы. Обмотка обратной связи 13 включена в базовую цепь транзистора. Между накопительным конденсатором и выходной обмоткой 12 включен диод 14. Генератор зажигающих импульсов состоит из конденсатора 15, коммутирующего порогового элемента, составленного, например, из неоновой лампы 16 и тиристора 17, импульсного трансформатора 18 с первичной обмоткой 19 и вторичной обмоткой 20.

Генератор зажигающих импульсов 4 нодсоединяется к отводу 21 вторичной обмотки трансформатора Го через диод 22. Вторичная обмотка 20 трансформатора 18 подсоединена одним выводом к зажигающему электроду 6 и вторым выводом к основному электроду импульсной лампы 5.

Устройство работает следующим образом.

От источника 1 питание поступает на однотактный генератор 2, который во время обратного хода вырабатывает в обмотке 12 импульс тока, поступающий по двум контурам через диод 14 на зарядку конденсатора 3 и через днод 22 на зарядку конденсатора 15. При этом второй контур тока замыкается через первичную обмотку 19 трансформатора 18, которая, обладая незначительным индуктивным и активным сопротивлением, практически не влияет на режим зарядки кондепсатора 15. По мере поступления импульсов зарядного тока происходит одновременно зарядка конденсаторов 3 и 15, причем папряжепие на конденсаторе 3 относится к напряжению на конденсаторе 15 также как число витков всей

обмотки 12 к числу витков до отвода 21 с этой же обмотки. Напряжение на конденсаторах 3 и 15 и нороговое напряжение коммутатора 16 и 17 выбираются такими, чтобы в момент, когда напряжение на конденсаторе 3 достигпет заданного рабочего значения, происходило бы срабатывание порогового элемента 16. В этот момент тиристор 17 открывается, конденсатор 15 разряжается через тиристор 17 на обмотку 19, и на обмотке 20 трансформатора 8 возникает зажигающий импульс. Лампа зажигается, конденсатор 3 разряжается на ламну 5, появляется импульс света, затем зарядный цикл повторяется вновь.

Если по какой-то причине при подаче зажигающего импульса лампа не зажигается, то копденсатор 3 остается заряженным. В этом случае к выходной обмотке трансформатора 10 одновременно подключены через диоды заряженный конденсатор 3 и разряженный конденсатор 15. Весь ток с выходной обмотки будет поступать только в разряженный конденсатор 15 до тех пор, пока соотношение между папряжениями на конденсаторах не станет равно соотношению витков соответствующих

выходных обмоток трансформатора. Следовательно, нри пропуске импульса света вся мощность зарядного устройства, расходуется только на зарядку конденсатора 15, время его зарядки до порогового зпачеиия напряжения

сокращается во столько же раз во сколько энергия конденсатора 15 меньше, чем энергия, накопленная в конденсаторе 3, в результате чего частота посылок зажигающих импульсов увеличивается во столько же раз.

При зажигании лампы происходят разрядка и последующая зарядка сразу двух конденсаторов, и частота зажигающих импульсов снижается до первоначальной, заранее заданной тактовой частоты следования импульсов

света.

Предлагаемая схема включения генератора зажигающих импульсов с дороговым коммутирующим элементом может быть использована с безбалластными зарядными устройствами, имеющими преимущественно трансформаторный выход. При использовании такой схемы автоматически стабилизируются напряжение на накопительном конденсаторе и, следовательно, энергия световой вспышки и видимая частота проблесков, поскольку нри появлении случайного пропуска импульса света генератор зажигающих импульсов автоматически переводится в режим с повышеппой, папример, па два порядка частотой вспышек. Для реализации предлагаемого устройства следует замеиить зарядную цепь генератора зажигаюпдих импульсов, содержащую специальпый чувствительный к пропускам пороговый элемент, диодом, подключенным к соответствующему отводу выходного трансформатора безбалластного зарядного устройства. При этом упрощается схема включения зарядного устройства генератора зажигающих имиульсов, повыщается КПД этой цепи и исключается появление значительного количества пропусков имнульсов света.

Формула изобретения

Устройство для зажигания и цитання газоразрядной импульсной лампы, состоящее из

источника питания, безбалластного зарядного блока с трансформатором, накоиительного конденсатора п генератора зажигающих импульсов, разрядный контур которого состоит из конденсатора, первичной обмотки импульсного трансформатора и порогового коммутирующего элемента, отличающееся тем, что, с целью повыщения КПД устройства и упрощения его зарядной цепи, вторичная обмотка трансформатора зарядного блока выполнена с отводом, к которому через диод подключен генератор зажигающих имнульсов.

Источники информации, 15принятые во внимание цри экспертизе

1.Патент США № 3339108, кл. 315-200, 08.08.74.

2.Заявка № 2051864/07, кл. I, Н 05В 41/30, 1974, но которой принято рещение о выдаче

20 авторского свидетельства.

d

УР S 20