Устройство для зажигания газораз-РядНОй лАМпы Советский патент 1981 года по МПК H05B41/23 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИГАНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ЛАМПЫ

1

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в устройствах с газоразрядными лампами высокого давления.

Известно устройство, содержащее газоразрядную лампу, включенную последовательно с накопительным конденсатором, коммутирующим элементом и со вторичной обмоткой трансформатора, первичная обмотка которого подключена к выводу для подключения к питающей сети 1.

Однако это устройство не обеспечивает надежного зажигания лампы.

Наиболее-близким к изобретению является устройство для зажигания газоразрядной лампы, содержащее две цепи, одна из которых, состоящая из последовательно включенных балластного дросселя и вторичной обмотки импульсного трансформатора, подключена между первым зажимом сети и первой клеммой лампы, а другая состоящая из включенных последовательно и зашунтированных первым накопительным конденсатором первичной обмотки импульсного трансформатора, второго накопительного конденсатора и тиристора, защунтированного в обратном направлении диодом

соединена со стороны катода тиристора со вторым зажимом сети второй клеммой и первым входом блока управления, второй вход которого подключен к общей точке вторичной обмотки импульсного трансформатора и первого накопительного конденсатора, а выход - к управляющему электроду тиристора, причем обе цепи имеют общую точку,;точку соединения балластного дросселя, вторичной и первичной обмоток и.мпульсного трансформатора. Напряжение на зажимах лампы, генерируемое этим устройством, представляет собой комбинацию высоковольтного импульса с амплитудой 4-5 кВ и длительностью 1,5-2,5 мкс, который Осуществляет пробой лампы, и низковольтного импульса с амплитудой, не превыщающей 600-800 В, и длительностью 1200-1700 МКС, который способствует зажиганию в лампе тлеющего разряда, переходящего в дуговой 2.

Недостатком этого устройства является наличие длительной паузы между моментом окончания действия высоковольтного импульса и моментом, когда напряжение низковольтного импульса достигает достаточного для поджига лампы уровня. За время такой паузы плазма в лампе практически полностью распадается и папряжения низковольтного импульса может оказаться недостаточно для зажигания разряда в лампе. В известной схеме длительность паузы te-ii можно уменьшить, снижая емкость накопительных конденсаторов. Однако это приводит к резкому уменьшению длительности высоковольтного импульса и, как следствие, к невозможности осуш.ествления пробоя и, следовательно, зажигания лампы. Цель изобретения - повышение надежности зажигания лампы. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для зажигания газоразрядной лампы, содержашем разрядный контур, СОСТОЯШ.ИЙ из первого накопительного конденсатора первичной обмотки импульсного трансформатора, второго накопительного конденсатора и тиристора, подключенного катодом к выводу для присоединения к питаюш,ей сети, к аноду диода, включенного встречно-параллельно тиристору, к выводу для подключения газоразрядной лампы и к первому входу блока управления, выходом подключенного к управляюш,ему электроду тиристора, а вторым входом - к точке соединения второго накопительного конденсатора и конца первичной обмотки импульсного трансформатора, балластную обмотку дросселя, подключенную началом ко второ.му выводу для присоединения к питаюшей сети, а концо.м подключенную к началу вторичной обмотки импульсного трансформатора, подключенной концом ко второму выводу для подключения газоразрядной лампы, дроссель снабжен вторичной обмоткой, концом подключенной к началу вторичной обмотки импульсного трансформатора, а началом - к началу о первичной обмотки. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - кривые изменения потенциалов на элементах устройства. Устройство содержит последовательно балластную обмотку 1 дросселя 2 и вторичную обмотку 3 импульсного трансформатора 4, которые подключены между первым зажимом сети 5 и первой клеммой 6 лампы 7. Другая цепь, состоящая из включенных последовательно и зашунтированных первым накопительным конденсатором 8 первичной обмоткой 9 импульсного трансформатора 4, второго накопительного конденсатора 10 и тиристора 11, зашунтированного в обратном направлении диодом 12, соединена со стороны катода тиристора 11 со вторь м зажимом сети 13, второй клеммой 14 лампы 7 и первым входом блока 15 управления, второй вход которого подключен к общей точке первичной обмотки 9 импульсного трансформатора 4 и второго накопительного конденсатора 10, а выход - к управляющему электроду тиристора 11. Кроме того, устройство содержит дополнительную обмотку 16 на дросселе 2, включенную встречно относительно балластной обмотки 1 .между общими точками балластной обмотки 1 дросселя 2 и вторичной обмотки 3 импульсного трансформатора 4 с одной стороны и первого накопительного конденсатора 8 и первичной обмотки 9 импульсного трансформатора 4 с другой. Устройство работает следующим образом. Когда напряжение сети Ue становится положительным, конденсатор 8 заряжается, а конденсатор 10 остается заряженным почти до амплитудного значения Uc.m с полярностью, противоположной полярности зарядки конденсатора 8. В момент tj (фиг. 2), когда напряжение на входе блока 15 станет равным его напряжению срабатывания, на управляющий электрод тиристора 11 подается отпирающий импульс. При этом в схеме одновременно образуются два колебательных контура. Первый, образованный конденсатором 8, первичной обмоткой 9 импульсного трансформатора 4 и конденсатором 10, имеет собственную частоту, равную - 100-гоокГц, гзгу1 ,.о где L9-индуктивность обмотки 9. Второй образованный встречно включенными обмотками 1 и 16 дросселя 2, параллельно включенными конденсаторами 8 и 10 и сетью (обмотка 9 практически не оказывает влияния на процессы в контуре, поскольку ее индуктивность на несколько порядков меньще индуктивности обмоток 1 и 16), имеет собственную частоту, равную г-ТГ. TvFTF 0,75- 1.7кГц. - y(L,-L,6)() В результате одновременного возбуждения в момент 1вкл обоих контуров напряжение на лампе, равное сумме напряжения, снимаемого с общей точки между обмотками 1 и 16 и напряжения на вторичной обмотке 3 импульсного трансформатора 4, имеет вид, представленный на фиг. 2. .Напряжение на интервале (длительность 2-5 мкс) обусловлено главным образом процессами в первом контуре, а напряжение на интервале to-tj (длительность сотни мкс) - процессами во втором контуре. В известном устройстве в отсутствии дополнительной обмотки 16, включенной встречно балластной, этот процесс происходит в соответствии с кривой 2 на фиг. 2. Поскольку собственная частота колебаний в контуре определяется в этом случае выражением 23Г/ь,(С, то пауза t -ti в предлагаемом устройстве может быть намного меньше паузы to-tg в известном устройстве, при этом амплитуда А1 импульса в предлагаемом устройствве может намного превышать амплитуду Л г в известном устройстве. Уменьшение паузы между высоковольтным и низковольтным импульсами при одновременном увеличении амплитуды низковольтного импульса создает следуюшие преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными. За время паузы плазма, образовавшаяся при пробое межэлектродного промежутка в лампе, начинает распадаться. Время распада плазмы в лампе при работе в известном и предлагаемом устройствах одинаково и определяется параметрами самой лампы. В тоже время напряжение зажигания разряда при увеличении паузы растет, как показано на фи|г. 2 кривой 2, и в пределе после окончательного распада плазмы стремится к напря жению, равному напряжению пробоя (4-5 кВ). Таким образом очевидно, что чем больше пауза, тем большее напряжение нужно приложить к лампе, чтобы обеспечить ее надежное зажигание после пробоя. Кроме того, рост напряжения зажигания разряда в лампе, показанный кривой 3 на фиг. 2, обусловлен состоянием электродов. В металлогалогенных лампах, особенно в лампах с большой наработкой, работа выхода материала электродов становится намного большей из-за отравления электродов иодом и его соединениями. Это также приводит к росту напряжения зажигания тлеюшего и дугового разряда в этих лампах. Известное устройство с большой паузой to-tj (порядка 900-1200 мкс) не может обеспечить зажигание таких ламп, так как время распада плазмы составляет порядка 800-900 мкс, в то время как предлагаемое устройство, пауза , у которых может быть уменьшена до 300-350 мкс, а амплитуда низковольтного импульса увеличена до 1,2-1,5 KB, обеспечивает надежное зажигание металлогалогенных ламп высокого давления даже в конце их срока службы. Несмотря на введение дополнительной обмотки на дросселе, благодаря, тому, что она наматывается тонким проводом (,1 мм), габариты дросселя остаются неизменными при незначительном (на ,5-27о) увеличении его веса. При этом значительно увеличивается надежность зажигания газоразрядных ламп высокого давления, в особенности металлогалогенных. Возможны частные схемные решения предлагаемого устройства, в которых в качестве импульсного трансформатора используется балластный дроссель. В этом случае последний содержит три обмотки: основную, одновременно играюшую роль балласта и повышающей обмотки импульсного напряжения, первую дополнительную обмотку и вторую дополнительную обмотку, включенную вместо обмотки 9 импульсного трансформатора 4 и играющую роль первичной обмотки импульсного трансформатора, образованного балластным дросселем. Экономический эффркт от внедрения изобретения достигается за счет уменьшения эксплуатационных расходов. Формула изобретения Устройство для зажигания газоразрядной лампы, содержащее разрядный контур, состоящий из первого накопительного конденсатора первичной обмотки импульсного трансформатора, второго накопительного конденсатора и тиристора, подключенного катодом к выводу для присоединения к питающей сети, к аноду диода, включенного встречно-параллельно тиристору, к выводу для подключения газоразрядной лампы и к первому входу блока управления, выходом подключенного к управляющему электроду тиристора, а вторым входом - к точке соединения второго накопительного конденсатора и конца первичной обмотки импульсного трансформатора, балластную обмотку дросселя, подключенную началом ко второму выводу для присоединения к питающей сети, а концом подключенную к началу вторичной обмотки импульсного трансформатора, подключенной концом ко второму для подключения газоразрядной лампы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности зажигания лампы, дроссель снабжен вторичной обмоткой, концом подключенной к началу вторичной обмотки импульсного трансформатора, а началом - к началу первичной обмотки импульсного трансформатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3976910, кл. Н 05 В 41/14 24.06.76. 2.Патент Англии № 1398388 кл. Н 05 В 41/16, 1974. 7/

t 3