Импульсное осветительное устройство с газоразрядными лампами

 

СОНИ СОВЙтсних.

6О4ФЛЮ

Республин

3C5g Н 05 В 41 32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ госудАрственный комет ccci* по делам иэбвютений и отнеытвй (21) 3348186/24-07 (22) 27 ° 10 ° 81 (46) 15.06.83 ° Вюл. В 22 (72) В.Ф. Терехов (53} 621.327.032.4(098.8) .(56) 1. Авторское свидетельство

СССР В 517190, кл. Н 05 В 41/34, 08. 02. 74.

2. Авторское. свидетельство СССР

Р 495761, кл. Í 05 В .41/32, 1973. (54)(57). 1. ИМПУЛЬСНОЕ ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ устРойство с гАзаРАзРядньки ЛАИНАии, содержащее источник постоянного напряжения, зарядный дроссель, зарядный диод, накопительный конденсатор, инпар импульсных газораэрядных ламп, разделительные дроссели цо числу пар импульсных газоразрядных ламп, пороговый элемент, шунтирующий тиристор, развязывающий диод и блок поджига, состоящий из искрового разрядника, накопительного конденсатора, блока поджига генератора импульсов и импульсного трансформатора с первичной и вторичной обмотками,причем, к выходу источника постоян ного напряжения подключена цепь из последовательно соединенных зарядного дросселя, зарядного диода и накопительного конденсатора, параллельно, которому подключены в цепей, состоящих из двух соединенных последовательно импульсных газоразрядных ламп, между которыми включен разделительный дроссель, вход порогового элемента подключен к аноду зарядного диода и к минусовому выводу истоиника постоянного напряжения, а выход порогового элемента подключен к управляющему переходу шунтирующего тиристора, соединенного анодом с анодом зарядного диода, а катодом подключенного через раэвязывающий .диод к катоду зарядного диода, одна из обкладок шунтирующего конден сатора подключена к катоду шунтирую

„„Su„„1023678 А щего тиристора, управляющий электрод искрового разрядника подключен к выходу генератора импульсов, один .из выводов искрового разрядника подключен к одной из обкладок накопительного конденсатора блока поджига другая обкладка которого подключена к началу первичной. обмотки импульсноFo трансформатора, конец которой подключен к другому выводу искрового разрядника, соединенному с минусовым выводом источника постоянного напряжения и с одним из выводов вторичной обмотки импульсного трансформатора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно снабжено И раздели- Е

Ф тельными конденсаторами, каждый разделительный дроссель снабжен средним выводом, а зарядный дросаель снабжен .дополнительным выводом, причем сред- С ; ний вывод каждого разделительного дросселя через отдельный разделитель- Я .ный конденсатор подключен к другому выводу вторичной обмотки импульаного трансформатора, дополнительный вывод зарядного дросселя подключен () к другой обкладке шунтирующего конденсатора, одна из обкладок накопительного блока поджига подключена к Ch) .катоду шунтирующего тиристора. ©

2. Устройство по п. 1, -о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, q целью повышения синхрониэма зажигания им- (ф пульсщас газоразрядных ламп, блок поджига снабжен вторым накопительным конденсатором, а импульсный трансформатор снабжен дополнительной первичной обмоткой, причем одна обкладка второго накопительного конденсатора

:блока поджига подключена к одному иэ выводов искрового разрядника, а другая его обкладка подключена к концу дополнительной первичной обмотки импульсного трансформатора, начало которойоподключено к минусовому выводу источника-постоянного напряжения.

1023678

Изобретение Относится к электротехнике и может быть использовано для питания газоразрядных импульсных ламп оптической накачки квантовых генераторов, в светосигнальной и фототехнике. ,Известно устройство для питания импульсных газораэрядных ламп, которое содержит силовой трансформатор, подключенные к его первичной обмотке индуктивность и силовой ключевой 10 элемент, выпрямитель, рабочий конденсатор, импульсный трансформатор поджига ламп и пороговый элемент, присоединенный входом.к рабочему конденсатору. Параллельно первичной обмотке силового трансформатора и последовательно с силовым ключевым элементом включена цепь из конденсатора и последовательно с ним включенного на двух встречно-параллельно соединенных тиристорах вспомогательного ключевого элемента,.управляющий вход которого соединен с импульсным выходом порогового элемента, к потенциальному выходу которого подключен генератор управляющих импульсов.

Блокирующий вход порогового элемента присоединен с одному из выходов генератора хронизирующих импульсов, .второй выход которого подключен к импульсному трансформатору поджига, З0 а к управляющему входу силового ключевого элемента подсоединен выход генератора управляющих импульсов, запускающий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, синхронизированных с напряжением питающей сети.

Это устройство характеризуется недостаточной надежностью иэ-за отсутствия контроля стабилизации на- 40 пряжения рабочего накопительного конденсатора (поджиг газоразрядных ламп может произойти до окончания заряда рабочего конденсатора) . Кроме того, в схеме указанного устройства существенно увеличено коли- 45

: чество элементов, что усложняет устройство.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство, содержащее трехфазный вы- 50 прямитель, подключенный через зарядный тиристор к накопительному:-<: конденсатору, к которому подключена нагрузка, .блок коммутации, состоящий из тиристора, управляющий электрод которого через цепь из последовательно включенных резистора, атабилитрона и диода подключен к резистивному делителю напряжения, включен-. ного через RC-цепь параллельно . трехфазному выпрямителю. Последовательно с шунтирующим тиристором вклю- чен токоограничивающий резистор.

Устройство. содержит также элементы .защиты от коротких замаканий выпрямителя (21 . 65

Недостатки известного устройства заключаются в отсутствии контроля стабилизации напряжения накопительного конденсатора, усложнении конст-. рукции за счет-ввода в схему зарядного тиристора и дросселей в цепи первичной обмотки. Некоторая часть потребляемой устройством мощности теряется на резисторе в цепи шунтирующего тиристора, снижая КПД устройства.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что импульсное осветительное устройство с газоразрядными лампами, содержащее источник постоянного напряжения, зарядный дроссель, зарядный диод, накопительный конденсатор, Н пар импульсных газораз-, рядных ламп, пороговый. элемент; шунтирующий тиристор, развязывающий диод и блок поджига, состоящий иэ искрового разрядника накопительного конденсатора, блока поджига, генератора импульсов, импульсного трансфор. матора с первичной.и вторичной обмотками, причем к выходу источника постоянного напряжения подключена цепь из последовательно"соединенных зарядного дросселя, зарядного диода и накопительного конденсатора, па» раллельно которому подключены и цепей, состоящих из двух соединенных последовательно импульсных газоразрядных ламп, между которыми включен разделительный дроссель, вход порогового элемента подключен к аноду зарядного диода и к минусовому выводу источника постоянного напря,жения, а выход порогового элемента подключен к управляющему переходу шунтирующего тиристора, соединенного анодом с анодом зарядного диода, а катодом подключенного через развязывающий диод к катоду зарядного диода, бдна из обкладок шунтирующего конденсатора подключена к катоду шунтирующего тиристора, управляющий электрод искрового разрядника подключен к выходу генератора импульсов, один из выводов искрового разрядника подключен к одной из обкладок накопительного конденсатора блока поджига, другая обкладка которого подключена к началу первичной обмотки импульсного трансформатора, конец которой подключен к другому выводу искрового разрядника, соединенному с минусовым выводом источника постоянного напряжения и с одним иэ выводов вторичной обмотки импульсного трансформатора, снабжено l1 разделительными конденсаторами, каждый разделительный дроссель снабжен средним выводом, а зарядный дроссель снабжен допол нительным выводом, причем средний вывод каждого разделительного дрос1023678 селя через отдельный разделительный конденсатор подключен к другому выводу вторичной обмотки импульсного трансформатора, дополнйтельный вывод зарядного дросселя подключен к другой обкладке шунтирующего конденсатора, одна из обкладок накопительного конденсатора блока поджи-. га подключена к катоду шунтирующего тиристора.

Блок поджига снабжен вторым накопительным конденсатором, а импульс".. ный трансформатор снабжен дополни-.. тельной первичной обмоткой, причем одна обкладка второго накопительного конденсатора блока поджига подключена к одному из выводов искрового разрядника, а другая его обкладка соединена с концом дополнительной первичной обмотки импульс. ного трансформатора, начало которой подключено к минусовому выводу источника постоянного напряжения.

На чертеже представлена принци-. пиальная электрическая схема устрой:ства.

I устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, зарядный дроссель 2, зарядный дйод 3, накопительный .конденсатор 4, импульсные . газоразрядные лампы 5,6,7 и 8, разделительные дроссели 9 и 10, пороговый элемент 11, шунтирующий тиристор 12, шунтирующий конденсатор 13,,развязывающий диод 14, блок поджига 15, состоящий из искрового разрядника 16, накопительного конденсатора 17, импульсного трансформатора 18, имеющего первичную 19, вторичную 20 и дополнительную 21 обмотки, дополнительного накопительного конденсатора 22 и генератора 23 импульсов, и, разделительные конденсаторы 24 и 25.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при отклю.ченном источнике 1 накопительный конденсатор 4и конденсаторы 13, 17 и 22 не содержат заряда. При включении источника 1 от него через дроссель 2 и диод 3 производится замедленный резонансный заряд конденсатора 4 и более быстро через часть дросселя. 2 и диод 14 заряжается шунтирующий конденсатор 13 (емкость конденсатора 13 значительно меньше емкости конденсатора 41.

При достижении необходимого уровня напряжения заряда конденсатора 4 срабатывает пороговый элемент 11, который включает тиристор 12, шунтирующий через конденсатор .основную часть обмотки заряд- ного дросселя 2.

Открываясь, тиристор 12 закорачивает основную часть обмотки зарядного дросселя 2 на шунтирующий конденсатор 13, заряженный до этого напряжением источника 1, и этим срывает резонансный заряд накопительного конденсатора 4. В связи с понижением напряжения на аноде диода

5 3 дальнейший заряд накопительного конденсатора 4 прекращается. Под влиянием накопленной в дросселе

2 магнитной энергии и напряжения на шунтирующем конденсаторе 13 ти10 ристор 12 проводит ток, сначала .перезаряжая конденсатор 13,.а затем дополнительно заряжая его за счет магнитной энергии, запасенной в дросселе 2. Ток через тиристор 12 прекращается только после выравнивания потенциалов на силовых электродах тиристора 12.

Одновременно с дополнительным зарядом конденсатора 13 производится заряд накопительных конденсаторов 17 и 22 блока поджига 15. С приходом от генератора 23 импульса, запуска искрового разрядника 16 он открывается и.через него в первичную обмотку 19 импульсного трансформатора 18 производится разряд накопительного конденсатора 17, а через дополнительную обмотку 21разряд конденсатора 22.

Со вторичной обмотки 20 импульс30 ного трансформатора 18 через разделительные конденсаторы 24 и 25 и части разделительных индуктивностей

9 и 10 на газоразрядные лампы 5,6, 7 и 8 подается короткий высоковольт35 ного пробоя ламп. После зажигания газоразрядных ламп через них происходит сильноточный разряд накопительного конденсатора 4 с выде40 лением в лампах световой энерг .

После разряда накопительного конденсатора 4 газоразрядные лам- . пы 5,6,7 и .8 гаснут, так как индуктивности дросселя 2 и его части, включенной между источником 1 и

45 конденсатором 13, имея значительную величину, обеспечивают замедление заряда батареи 4, перезаряда конденсатора 13 и восстановление электрической пробивной прочности

50 газоразрядных ламп.

Начинается повторный цикл заряда накопительного конденсатора 4, и процесс работы -повторяется.

Формирование длительности поджигающего импульса производится при резонансном разряде накопительного конденсатора 17 через искровой разрядник 16 и индуктивность первичной обмотки 19 импульсного трансФорматора имеющей для получения необходимой индуктивности определенное число витков.

Для уменьшения длительности переднего фронта поджигающего импульса s блок поджига 15 введен б

1023678

ВНИИПИ Заказ 4243/51 Тираж 845 Подписное

° Йэ Филиал ППП "Патент", г, ужгород, ул. Проектная, 4 второй конденсатор 22, емкость кото. рого меньше емкости накопительного конденсатора 17, а в импульсный трансформатор 1Э введена дополнительная обмотка 21, включенная через конденсатор 22 параллельно и встречно первичной обмотке 19 и имеющая по сравнению с обмоткой 19 меньшее число витков.

Благодаря небопьшим величинам емкости конденсатора 22 и индуктивности обмотки 21 во время формирования фронта поджигающего импульса ток в обмотке 20 сначала замедля-. ется.с получейием небольшого. обратного выброса, а затем после разряда конденсатора 22 резко возрастает до амплитудного значения, что приводит к увеличению .крутизны фронта импульса.

Длительность и спад импульса при этом остаются без изменения.

Кроме того, подключение накопительного конденсатора 17 блока поджига непосредственно к катоду шунтирую- щего тиристора 12 позволяет производить поджиг газоразрядных ламп только в случае достижения на конденсаторах батареи 4 необходимого уровня напряжения, т.е. при открывании тиристора 12, что повышает надежность устройства.

5 Схема блока поджига при этом упрощена, благодаря отсутствию в ней отдельного зарядного элемента, его роль здесь выполняет дроссель 2.

Подключение вторичной обмотки 20

10 импульсного трансформатора через разделительные конденсаторы 24 и 25 к средним выводам разделительных дросселей 9 и 10 наряду с устранением взаимного шунтирования газо15 разрядных ламп также упрощает устройство.

Таким образом, применение импульсного осветительного устройства повышает надежность, улучшает тактикотехнические показатели и расширяет область применения устройства данного типа.

Технико-экономический эффект может быть получен за счет уменьшения затрат на изготовление устройства и эксплуатационных расходов.