Устройство для питания газоразряднойлАМпы пОСТОяННОгО TOKA Советский патент 1981 года по МПК H05B41/23 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ

ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ЛАМПЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Настоящее изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания стабилизированным током газоразрядных ламп постоянного тока млсокого давления, например .шаровых ксеноноБЫх ламп.

Известно устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп, содержащее блок поджига, обеспечивающий пробой межэлектродного промежутка лампы высоковольтным (15-30 кВ) напряжением. В указанных устройствах предусматривается подача на лампу постоянного напряжения, превышающего в 2-5 раз номинальное напряжение горения лампы (напряжения подпитки). Это напряжение необходимо для нагрева концов электродов лампы и начала термоэлектронной эмиссии. Напряжение подпитки получают от специального блока подпитки или же с выхода силового источника питания, имеющего повышенное напряжение холостого хода. Блок подпитки обычно является маломощным и имеет на выходе токоограничительный элемент, предотвращающий его перегрузку при резком уменьшении внутреннего сопротивления лампы при сильноточном разряде.

Это устройство имеет также силовой источник питания, обеспечивающий питание лампы после ее включения (пробоя и подпитки) номинальным напряжением в режиме сильнопоточного разряда (горения). Для обеспечения нормального перехода от режима включения к режиму горения (чтобы лампа не погасала) необходимо,

0 чтобы напряжение на выходе силового источника питания не падало ниже половины номинального напряжения ампы. Блоки поджига и подпитки при питании лампы от силового источника не исполь5зуются и отключаются для уменьшения радиопомех и повышения КПД

Недостатки известного устройства состоят в малой надежности работы, сложности, больших габаритах, весе

0 и малом КПД.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее блоки поджига, подпитки и силовой источник

5 питания, обеспечивающий питание лампы стабилизированным током в режиме горения. Сигнал управления на стабилизатор тока подается от датчика тока лампы. Питание лампы ста0билизированным током является необхоцирФам для обеспечения стабильного светового потока, что требуетс при применении лампы в кино, телеви дении и ряде других целей 2, X недостаткаи следует отнести ненадежность переключения из режима включения в режим горения. Для того чтобы лампа не погасла, на выходе силового блока не должно быть провалов напряжения, больших половины номинального напряжения лампы Однако в режиме включения номинальный ток через лампу не протекает, поэтому на датчике тока не вьаделяется сигнал управления, необходимый для нормальной работы силового источника стабилизированйого тока, В связи с этим при включении лампы переключают силовой источник в режим стабилизации напря жения,а затем, при возникновении си льноточного разряда и поступления с нала с датчика тока,вновь переключа его в режим стабилизации тока.Это сни жает надежность включения лг1мпы. Цель изобретения - повышение надежности зё1жигания лампы. Поставленная цель достигается тем, что устройство для питания га:зоразрядиой лампы постоянного тока, са;в:ержащее силовой стабилизированный источник питания постоянного тока и стабилизированный источник питания цепей.управления, входами подключенные к выводам для присоединения к сети переменного тока, блок управления источниками питания 1 и блок управления источником подпитки и блоком поджига, подключен; ные входами к датчику тока, включен иому между минусовой шиной питания я выводом для подключения к катоду , источник подпитки, соединеиный выходом с выводом для подключения к аноду газоразрядной лампы, к которому подключен катод развязывающего диода, и блок поджига, снабжено нестабилизированным силовым источником питания и комму татором выходных цепей силовых источников питания, причем вход нестабилизированного силового источ ника питания подключен к выводам для присоединения к сети переменно тока,его отрицательный полюс подключен к положительному полюсу ста билизированного силового источника питания непосредственно и к минусово шине питания через размыкаюций контакт коммутатора выходных цепей источников питания , подключенной через его замыкающий контакт к отр цательному полюсу стабилизированно го силового источника питания, а положительный полюс нестабилнзирова ного силового источника питания подк чен к аноду разделительного диода. На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Устройство включает в себя стабилизированный силовой источник питания, стабилизиров11нный источник 2 питания цепей управления, блок 3 управления источниками питания, датчик 4 тока, включенный между инусовой шиной 5 питания и катодом газоразрядной б, соединенным с входом блока 3 управления источниками питания и входом блока 7 управления блоком 8 поджига и источником 9 подпитки, выходом подключенным к аноду газоразрядной лампь, 6, соединенному с катодом развязывающего диода 10, анод которого подключен к положительному полюсу нестабилизированного силового источника 11 питания, орицательный полюс которого подключен к положительному полюсу стабилизированного силового источника 1 питания непосредственно и к минусовой шпие 5 питания через размыкающий контакт коко.утатора 12 выходныхг цепей силоилх источников питания, подключенной через его замыкающий контакт к отрицательному полюсу стабилизированного силового источника 1 питания , вход которого подключен к выходу блока 3 управления источниками питания и к входу коммутатора 12. Устройство работает следующим образом. При подаче питания на выходах блоков 11, 2 и 9 появляется постоянное напряжение. При появлении на выходе блока 9 напряжения подпитки на блок 7 с него поступает сигнал, по которому с блока 7 выдается команда на включение блока 8 поджига. На выходе блока 8 . поджита образуется высоковольтный импульс, пробивающий межэлектродный промежуток лампы 6. Напряжение подпитки с выхода блока 9 поступает на лг1мпу 6 и оЗеспечивает нагрев электродов. Диод 10 напряжением подпитки закрыт и источник 11 . к лампе не подключен. После нагрева электродов и начата термоэлектронной эмиссии внутреннее сопротивление лампы 6 резко уменьшается, при этом за счет увеличения тока лампы 6 резко увеличивается падение напряжения на токоограничительном элементе блока 9. Кдходное напряжение блока 9 падает, диод 10 открывается, это приводит к тому, что выходное напряжение нестабилизированного источника 11 оказывается приложенным к лампе 6 и обеспечнвает окончание переходного процесса от режима включения к режиму горения при сильноточном разряде. При протекании по датчику 4 значительного тока с него получают сигнал управления, поступаю11}ий на блоки 3 н 7, При поступлении на блок 7 этот сигнал

вызывает отключение блоков.9 и 8, которые в дальнейшей работе не участвуют. Элемент развязки 10 также может быть зашунтирован по команде от блока 7,

При поступлении сигнала управления на блок 3 на его выходе образуется сигнал управления, включающий в работу стабилизированный источник 1 питани и переключающий коммутатор 12 в такое состояние, при котором источники 1 и 11 подключены к лс1мпе б последовательно. В режиме питание лампы б стабилизированным током осуществляется от двух последовательно включенных источников 1 и 11 питания. Стабилизация тока лампы осуществляется за счет сравнения сигнала с датчика 4 тока с опорным сигналом и выделения сигнала отклонения, воздействукнцего на источник 1 таким образом, чтобы компенсировать изменения тока через лампу б, вызвавшие появление сигнала отклонения.

Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известным является высокая надежность переключения лампы 6 от режима включения к режиму горения. Действительно, после пробоя и подпитки внутреннее сопротивление лампы резко и резко возрастает потребление от источника питания. Так как в этот момент еще не сформирован сигнал обратной связи по току, силовой стабилизированный источник 1 не функционирует. Наилучшим решением для уменьшения провалов на выходе силового источника, которые могут привести к погасанию лампы, является запитка лампы в этрт период от нестабилизированного силового источника питания, на подготовку к работе которого не требуется дополнительное время и наличие снгнала обратной связи. Регулирующий элемент стабилизированного источника коммутирует не все выходное напряжение, а только его часть, поэтому он можэт быть набран с меньшим допусти1«лм обратным напряжением. На входе фильтра питания осуществляется не полная, а частичная модуляция напряжения, поэтому повышается коэффициент мощности источника питания, а также удается снизить массу и габариты сглаживающего фильтра.

Использование изобретения позволяет увеличить срок службы лампы, что дает значительный экономический; эффект,а повышает готовностью к работе, что особенно важно в тех областях где недопустикк срывы, например при проведении медицинских обследованийи хирургических операций, когда для освещения используется ксеноновая лампа.

10

Формула изобретения

Устройство для питания газоразрядной лампы постоянного тока, содержащее силовой стабилизированный источник питания постоянного тока

15 и стабилизированный источник питания цепей управления, входами подкпючеиныв к выЕюдам для присоединения к сети переменного тока, блок управления источниками питания и

0 блок управления источником подпитки и бпоком поджига, подключенные входами к датчику тока, включеииому меящу минусовой шиной питания и выводом для подключения к катоду

5 лампы, источник подпитки, соединенный выходом с выводом для подключения к аноду газоразрядной лампы, к которому подключен катод развязывающего днода, и блок поджига, отличающееся тем, что, с целью

0 повышения надежности зажигания лампы, оно снабжено нестабилизированньо силовым источником пнтания и кокв утатором выходных цепей источников питания, причем вход нестабилизи5рованного силового источника питания подключен к выводам для присоединения к сети переменного трка, его отрицательный полюс подключен к положительному полюсу стабилизированного

0 силового источника питания непосредственно и к минусовой шине питания через, размыкающий контакт коммутатора выходных цепей источников питания, подключенной через его замыкающий

5 контакт к отрицательному полюсу стабилизированного силового источиика питания, а положительный полюс нестабилизированного силового источника питання подключен к аноду

0 разделительного диода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Техника кино и телевиде5ние, 1977, 1 1, с. 30-39.