Устройство питания лампы высокого давления
Владельцы патента RU 2314662:
Общество с ограниченной ответственностью "Дивергенция" (ООО "Дивергенция") (RU)
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для питания различных типов ламп высокого давления. Технический результат - повышение надежности. Для достижения данного результата в устройство дополнительно введен высокочастотный выпрямитель и низкочастотный преобразователь с прямоугольной формой выходного напряжения. При этом выход пускорегулирующего аппарата соединен с входом высокочастотного выпрямителя, который соединен с входом низкочастотного преобразователя с прямоугольной формой выходного напряжения, а выход последнего через зажигающее устройство соединен с лампой высокого давления. 3 ил.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различных типов ламп высокого давления.
Поиск был проведен за 20 лет и по патентной литературе не обнаружено ни одного патента.
Известно устройство питания газоразрядных ламп повышенной частотой тока. Питание осветительной установки осуществляются от соответствующего преобразователя частоты (ПЧ) (см. кн. Фугенфиров М.И. «Электрические схемы с газоразрядными лампами», М.: Энергия, 1974 г., стр.328).
Недостатками данного устройства являются появление акустического резонанса на частотах питающего напряжения свыше 800 Гц.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство питания газоразрядных ламп повышенной частотой, состоящее из двухполупериодного выпрямителя, подключенного к источнику питания, преобразователя повышенной частоты тока, пускорегулирующего аппарата с зажигающим устройством (Светотехника, «Сравнительный анализ и выбор схем электронных пускорегулирующих аппаратов для натриевых ламп высокого давления». А.Н.Барышников и др. №3, 2000, с. 18).
Недостатком прототипа является возникновение акустического резонанса при питании ламп высокого давления повышенной частотой тока. У каждой лампы из-за разброса электротехнических и конструктивных параметров существует своя область основного резонанса, которая сдвигается по шкале частот в ту или иную сторону в зависимости от срока службы. Помимо основного резонанса существует множество субрезонансов, негативно влияющих на состояние газового разряда. По этой причине, на сегодняшний день в мире не существует приемлемой схемы высокочастотного питания ламп высокого давления.
Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение надежной работы осветительной установки при высокочастотном питании и повышение ее эффективности за счет устранения акустического резонанса. Решение предлагаемой технической задачи достигается тем, что в известном устройстве питания ламп высокого давления, состоящем из двухполупериодного выпрямителя, подключенного к источнику питания, преобразователя повышенной частоты тока, пускорегулирующего аппарата с зажигающим устройством, согласно изобретению оно дополнительно снабжено высокочастотным выпрямителем и низкочастотным преобразователем с прямоугольной формой выходного напряжения, при этом выход пускорегулирующего аппарата соединен с входом высокочастотного выпрямителя, выход которого соединен с входом низкочастотного преобразователя с прямоугольной формой выходного напряжения, а выход последнего через зажигающее устройство соединен с лампой высокого давления.
Данное устройство позволит исключить акустический резонанс, повысить надежность работы осветительной установки и ее эффективность.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена блок-схема осветительной установки на базе лампы высокого давления, на фиг.2 и 3 - осциллограммы с выходов основных блоков предлагаемого устройства.
При этом за счет прямоугольной формы питающего лампу напряжения технико-эксплуатационные показатели лампы превосходят показатели при высокочастотном питании напряжением синусоидальной формы:
- светоотдача лампы повышается на 3-5%;
- полностью отсутствует пульсация светового потока и пики перезажигающего напряжения;
- увеличивается срок службы лампы на 10% вследствие снижения амплитудного коэффициента тока через лампу в √2 раз.
Устройство питания лампы высокого давления (см. фиг.1) состоит из двухполупериодного выпрямителя 1, выход которого соединен со входом преобразователя повышенной частоты 2. Выход 2 через пускорегулирующий аппарат 3 подключен к выпрямителю высокой частоты 4, выход которого соединен с входом низкочастотного преобразователя с прямоугольной формой выходного напряжения 5, а выход последнего через зажигающее устройство 6 соединен с лампой высокого давления 7.
В приведенной блок-схеме питания лампы высокого давления использовано зажигающее устройство по принципу "последовательного поджига". При этом предлагаемое устройство может использовано без каких-либо ограничений в схемах, где использован принцип параллельного поджига.
Устройство для питания лампы высокого давления работает следующим образом.
Напряжение от источника питания в 50 Гц подают на двухполупериодный выпрямитель 1, пульсирующее напряжение с частотой 100 Гц поступает на преобразователь частоты 2, который выполнен по схеме полупроводникового мостового инвертора с индуктивно-емкостной L-С цепочкой в нагрузке. Такая схема позволяет получить синусоидальную форму выходного напряжения практически без линейных искажений. Осциллограмма выходного напряжения с выхода преобразователя повышенной частоты приведена на фиг.3. Далее высокочастотное напряжение поступает через пускорегулирующий аппарат 3 на высокочастотный выпрямитель к низкочастотному преобразователю с прямоугольной формой выходного напряжения 5 и через зажигающее устройство - на лампу высокого давления 7. При этом пускорегулирующий аппарат 3 питается напряжением повышенной частоты тока, а сама лампа - низкочастотным напряжением прямоугольной формы.
При этом за счет прямоугольной формы питающего лампу напряжения технико-эксплуатационные показатели лампы превосходят показатели при высокочастотном питании напряжением синусоидальной формы:
- светоотдача лампы повышается на 3-5%;
- полностью отсутствует пульсация светового потока и пики перезажигающего напряжения;
- увеличивается срок службы лампы на 10% вследствие снижения амплитудного коэффициента тока через лампу в √2 раз.
Использование предлагаемого устройства питания лампы высокого давления позволит по сравнению с прототипом исключить акустический резонанс, повысить надежность работы осветительной установки и ее эффективность.
Устройство питания лампы высокого давления, состоящее из двухполупериодного выпрямителя, подключенного к источнику питания, преобразователя повышенной частоты тока, пускорегулирующего аппарата с зажигающим устройством, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено высокочастотным выпрямителем и низкочастотным преобразователем с прямоугольной формой выходного напряжения, при этом выход пускорегулирующего аппарата соединен с входом высокочастотного выпрямителя, выход которого соединен с входом низкочастотного преобразователя с прямоугольной формой выходного напряжения, а выход последнего через зажигающее устройство соединен с лампой высокого давления.
