Устройство для зажигания ксеноновойлАМпы Советский патент 1981 года по МПК H05B41/23 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например при изготовлении аварийных светолучевых осциллографов.

Известно устройство 1, содержащее основной источник питания, балластное сопротивление, дополнительный источник поджигающих импульсов, обеспечивают зажигание и стабилизацию режима питания ламп.

Для надежного зажигания дуги необходима подача нескольких лоджигающих импульсов. КПД таких устройств является низким, так как для образования катодного пятна напряжение основного источника питания выбирается в 3-4 раза больще, чем напряжение горения лампы в установивщемся режиме, что является существенным недостатком данного устройства.

Известно также устройство 2, содержащее основной источник питания и блок поджига, питаемый от вспомогательного источника питания. В рабочем режиме лампа питается от мощного источника постоянного тока через разделительный диод. Для зажигания лампы используется маломощный высоковольтный источник и поджигающее устройство (ПУ) с импульсным трансформатором. ПУ выполнено по обычной схеме генератора на динисторе или тиристоре. До зажигания лампы сопротивление ее велико и напряжение на конденсаторе и входе ПУ равно напряжению вспомогательного источника. Спустя некоторое время после включения схемы ПУ вырабатывает импульс, величина которого с помощью трансформатора повыщается до значения, достаточного для пробоя лампы. Конденсатор, заряженный через резистор

до напряжения источника питания, обеспечивает необходимый пусковой ток через лампу (После ее пробоя. Такое устройство обеспечивает надежное зажигание дугового разряда в лампе от одиночного поджигающего импульса в течение нескольких миллисекунд. При питании короткодуговой ксеноновой лампы сверхвысокого давления от данного устройства после разряда конденсатора с образованием дугового разряда и

установлением номинального тока световой поток нарастает с 60-70% до 100% в течение 1-2 мин, что связано с установлением стационарной температуры колбы, газа и электродов. Такое запаздывание установления номинального светового потока можно было бы ликвидировать путем увеличения тока лампы в период ее разгорання за счет увеличения постоянной разряда конденсатора. Однако в данном случае такое

решение практически не реализуемо, так

как для этой цели потребовалось бы установить конденсатор очень большой емкости (единицы фарад).

Целью изобретения является уменьшение времени установления номинального светового потока путем увеличения разрядного тока в период разгорания лампы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для зажигания ксеноновой лампы, содержаш,ее основной источник постоянного напряжения, подключенный через балластное сопротивление и разделительный диод к вывОхЦу для подключения анода ксеноноБой лампы, к которому через резистор подключен выход вспомогательного источника напряжения и через токоограничивающий резистор-накопительный конденсатор розжига, блок поджига, подключенный входом к выходу вспомогательного источника напряжения, а выходом - к первичной обмотке импульсного автотрансформатора, подключенного вторичной обмоткой к выходу для подключения катода ксеноновой лампы, отличаюш,ееся тем, что, с целью уменьшения времени установления номинального светового потока путем увеличения разрядного тока в цериод разгорания лам1пы, оно снабжено транзисторным регулятором тока, времязадаюш,им RC-элементом и параметрическим стабилизатором напряжения, причем транзисторный регулятор тока подключен параллельно балластному сопротивлению, управляюш,ий вход транзисторного регулятора напряжения подключен к конденсатору времязадаюш,его RC-элемента, подключенного зарядным резистором к выходу параметрического стабилизатора напряжения, подключенного входом параллельно выходу вспомогательного источника напряжения.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства. Устройство содержит основной источник

Iпостоянного напряжения, подключенный через балластное сопротивление 2 и разделительный диод 3 К аноду ламяы 4, катод которой подключен к вторичной обмотке импульсного трансформатора 5, первичная обмотка которого подключена к выходу блока 6 поджига, состояш,его из разрядника 7, конденсатора 8, импульсного трансформатора 9, тиристора 10, конденсатора

IIи резистора 12, соединенного с выходом вспомогательного источника 13 напряжения, соединенного выходом через резистор 14 с анодом лампы 4 и с входом параметрического стабилизатора, состояш;его из резистора 15 и стабилитрона 16, подключенного выходом к входу времязадаюш;его RCэлемента, состоящего из резистора 17 и конденсатора 18, подключенного к входу транзисторного регулятора 19 тока, состоящего из составного транзистора 20 и резисторов 21, 22.

Для облегчения зажигания дугового разряда от одиночного подл игающего импульса параллельно лампе и импульсному автотрансформатору 5 включены последовательно соединенные резистор 23 и конденсатор 24.

Устройство работает следующим образом. После подключения основного 1 и вспомогательного 13 источников напряжения зарял аются конденсаторы 24, 11 и 18. При подаче сигнала на управляющий электрод тиристора 10 конденсатор И разряжается через первичную обмотку импульсного

трансформатора 9 и заряжает конденсатор 8, включенный параллельно вторичной обмотке трансформатора 9, до напряжения пробоя разрядника 7. При разряде конденсатора 8 через разрядник 7 и первичную

обмотку импульсного автотрансформатора 5 на вторичной обмотке вырабатывается высоковольтный импульс, который прикладывается к лампе 4 через конденсатор 24 и резистор 23 и приводит к пробою разрядного промежутка. Для уменьшения времени установления номинального светового потока путем увеличения разрядного тока на период разгорания включен транзисторный регулятор 19 тока. В момент образования в лампе 4 дугового разряда конденсатор 18 начинает разряжаться через резистор 22, переход база-эмиттер составного транзистора 20 и разрядный -промежуток, приоткрывая при этом составной транзистор

20, который шунтирует балластное сопротивление 2 и увеличивает разрядный ток лампы. Поскольку сопротивление зарядной цепи выбирается в несколько раз больше, чем сопротивление разрядной цепи,

напряжение на конденсаторе 18 экспоненциально снижается, вызывая подзапирание транзистора 20 и экспоненциальное снижение разрядного тока до установившегося значения. Применение транзисторного регулятора 19 тока позволяет увеличить постоянную времени разряда конденсатора 18 за счет увеличения сопротивления 22 цепи разряда и осуществить уменьшение времени установления номинального светового потока путем увеличения разрядного тока в пе-риод разгорания лампы 4 с помощью конденсатора сравнительно небольшой емкости (100-1000 мкф). Время установления номинального светового потока определяет

время готовности прибора, в котором лампа используется. Во многих случаях это очень важно, например в аварийных светолучевых регистраторах, работающих непрерывно в ждущем режиме. Время готовности прибора в данном случае определяет требуемый объем оперативной памяти, необходимый для получения полной информации как с начального момента аварии, так и предаварийных процессов, что обуславливает достижение экономического эффекта.

Формула изобретения

Устройство для зажигания ксеноновой лампы, содержащее основной источник постоянного напряжения, подключенный через балластное сопротивление и разделительный диод к выводу для подключения анода ксеноновой лампы, к которому через резистор .подключен выход вспомогательного источника напряжения и через токоограничивающий резистор-накопительный конденсатор розжига, блок поджига, подключенный входом к выходу вспомогательного источника напряжения, а выходом - к первичной обмотке импульсного автотрансформатора, .подключенного вторичной обмоткой к выводу для подключения катода ксеноновой лампы, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени установления номинального светового потока путем увеличения разрядного тока в период разгорания лампы, оно снабжено транзисторным регулятором тока, времязадающим RC-элементом и параметрическим стабилизатором

напряжения, причем транзисторный регулятор тока подключен параллельно балластному сопротивлению, управляющий вход транзисторного регулятора тока подключен к конденсатору времязадающего RC-элемента, подключенного зарядным резистором к выходу параметрического стабилизатора напряжения, подключенного входом параллельно выходу вспомогательного источника напряжения.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ № 1150758, кл. Н 05В, 16.01.64.

2.Патент США № 3566186, кл. 315-160, 23.02.71.