Устройство для стабилизации режима горения газоразрядной лампы

 

".)Ю КФ Я

L 1

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ ()738199

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 24.12.76 (21) 2432с) 33/24-07 с присоединением заявки № (23 } Приоритет

Опубликовано30.05.80. Бюллетень ¹20

Jl,àòà опубликования описания 03.06.80 (5I)M. Кл. г

Ьвударстнаннмй квмнтат

СССР нв нелзм нзебретеннй н втнрмтнй

Н 05 В 41/29 (53) УДК 621 3. .032. 45 (088.8) А. Е. Краснопольский, М. Е. Клыков и Н. H. Шкуро (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель. 4. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТААВИЛИЗАЦИИ РЕЖЙМА

ГОРЕНИЯ ГАЗОРАЗРЯЙНОЙ ЛАМПЫ

Изобретение оттвсится к области электротехники и предназначено для стабилизации . режима горения газоразрядных ламп с цомощью палупроводниковых приборов и может быть использовано в

S осветительных установках широкого проФИЛЯе

В ряде известных устройств такого рода в качестве элемента, стабилизирую-. щего .. разряд в лампе, исцолтзуется транзистор, работающий в активном ре eЯ.

Из известных устройств такого типа наиболее близким по технической сутцности является усяюйство для runé- д ния одной газоразрядной лампы от однофазной сети промышленной час юоты, которое содержит четырехплечий выпрямительный мост н включенный в его диагональ стабилизирующий блок (2) .

Стабилизирующий блок в этом устройстве содержит токоограничиварщий транзистор ч элементы, управляющие его работой: резистор, шунтируюший коллехторный переход транзистора, резистор в эмиттерный цепи н опорный элемент — стабилитрон. Прн .горящей лампе управляющий переход транзистора находится "ттод воздействием сигнала, равного алгебраической сумме двух напряжений: опорного н падения на эмиттерном резисторе, что н определяет работу транзистора в режиме стабилизатора тока.

Однако этому устройству присущ ряд существенных недостатков, среди которых основанными являются наличие заметной паузы в токе лампы, что недопустимо по ричнне резкого увеличения пульсаций светового потока н снижения срока службы ламп; значительные потери мощности на ограничивающем транзисторе. Попытка снижения потерь мощности за счет увеличения коэффициента, равного отношению напряжения на горящей лампе к.напряжепню сети, приводит к еше большему увеличению паузы в токе лампы.

Целью настоящего изобретенйя является увеличение КПД устройства и уменьшение пульсаций светового потока лампы.

Для достижения поставленной цели, в устройстве, содержащем подключейный к сети четырехплечий выпрямительный мост, в диагональ хоторого включены стабилизирующий блок и клеммы для подключения гаэоразрядной лампы, новйм, является то, что указанный стабилизирую- 10 I ший блок выполнен в виде двух последовательно соединенных идентичных стабилизаторов тока, общая точка которых соединена с клеммой для подключения лампы, а устройство снабжено двумя ком-,15 мутирующими элементами, один из которых входом подключен к первому стабилизатору выходом — ко второму а,другой — входом

) ко второму стабилизатору, а выходом —.

" к" перелому, причем вторая клемма для подключения лампы соединяется с нулевым проводом сети. Каждый стабилизатор тока содержит транзистор, коллекторный переход которого зашунтирован резистором, а эмиттерный — последовательно соединенными опорным стабилитроном и ремис горбм, причем параллельно эмиттерному резистору первого стабилизатора включены входные клеммы первого коммутирующего элемента, выходные клеммы

" которого подключ ейй паралле)п но "ойор-, ному стабилитрону второго стабилизатора; а параллельно" эмиттерному резистору . второго стабилйзатора- включены входные клеммы второго коммутирующего элемента, выходные клеммы которого подключены параллельно о йсрному стабилитрону первОГО cTBGHzIH3&ToPGý

В качестве коммутирующих элементов могут бьггь использованы фоторезисторные 4о

Оптроны, входными цепями которых служат фотодиоды, а выходными - фотореэисторы.

С целью улучшения согласования вы45 ходного сопротивления фотОрезистора оптрФна с входным сойротиВлением "транж-стора стабилизатора тока, параллельно опорному стабилитрону каждого из ста билизаторов включен согласующий тран50 эистор, коллектор которого соединен с катодом стабилитрона, эмиттер — c анодом, база — с одним из выводов фотореоистора соответствующего оптрона, а вто-, . рОй B6IBoll фоторезис гора sTopo Re Опт фона — с коллектором силового транзистора этого же стабилизатора.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена

9 4 блок-схема устройства согласно изобретению; на фиг. 2 — принципиальная схема устройства; на фиг. 3 — принципиальная схема варианта устройства; на фиг.4временные диаграммы, поясняющие принцип действия устройства.

Устройство (фиг.1) подключено к клеммам двух фаз, например 1 и 2, трехфазной сети 1,2,3. К этой сети через выпрямительный мост на однотипных диодах 4 и два последовательно соединенных стабилизатора тока 5 и 6 подключена газоразрядная лампа 7, второй электрод которой соединен с выводом нулевого провода 8 трехфазной сети. Между стабилизаторами 5, 6 включены коммутирующие элементы 9, 10. Параллельно эмиттерному резистору 11 стабилизатора 5 (фиг.2) включены входные клеммы 12, 13 коммутирующего элемента 9, выходные клеммы 14, 15 которого подключены параллельно опорному стабилитрону

16 стабилизатора 6. Параллельно эмиттерному резистору 17 стабилизатора 6 включены входные клеммы 18, 19 коммутируюшего элемента 10, выходные клеммы 20, 21 которого подключены парал- лельно опорному стабилитрону 22 стабилизатора 5. В каждом из стабилизаторов коллекторный переход транзистора зашунтирован резистором: в стабилизаторе 5 переход транзистора 23 зашунтирован резистором 24, а в стабилизаторе 6 переход транзистора 25 зашунтирован резистором 26.

При использовании в качестве коммутирующих элементов 9, 10 оптронов, входными цепями коммутирующих элементовслужат фотодиоды 27, 28, а выходнымй - фоторезисторы 29, 30, причем аноды фотодиодов 27 и 28 соединены с эмиттерами транзисторов 23, 25 соответственно.

/ 1 В другом варианте устройства (фиг.3) параллельно опорному стабилитрону 22 стабилизатора 5 включен согласующий транзистор 31, коллектор которого соединен с катодом,, а эмиттер — с анодом стабилитрона 22. База транзистора 31 соединена с одним из выводов фоторезистора 30

Ойтрона 10, второй вывод которого подключен к коллектору транзистора 23. Аналогично параллельно опорному стабилитрону 16 стабилизатора 6 включен согласующий транзистор, - коллектор которого соединен с катодом, а эмиттер — с анодом стабилитрона 16, База транзистора 32 соединена с одним из выводов фоторезис738199 тора 29 оптрона 9, второй вывод которого подключен к коллектору транзистора 25.

Устройство работает следующим образом. (см. фиг. 4).

Рассмотрение начнем с произвольного момента времени, например с момента 1„, когда напряжение фазы 2 отрицательно и превышает по абсолютной величине напряжение фазы 1. Ток через лампу протекает от нулевого цророда сети .8 Но контуру: стабилизатор тока 6, диод 4, фаза 2. При этом коммутирующий элемент 10 поддерживает стабилизатор тока 5 в запертом состоянии, чем исключается попадание увеличивающегося напряжения фазы 1 в нагрузку. В этом состоянии устройство находится до момента, когда напряжение фазы 2 снижается до напряжения горения лампы, лампа перетацочается на фазу 1 и ток в ней скачком изменяет направление. Начинается интервал < —, на протяжении которого ток через лампу протекает из фазы 1 по контуру: диод 4, стабилизатор 5, нулевой вывод 8. С момента t>, когда напряжение фазы 2 сравнивается с напряжением фазы 1, ток через лампу, не изумя йаправле-ния, начнег протекать по контуру: фаза 2, диод 4, стабилизатор 5, нулевой вывод 8.

В момент времени t 4 напряжение фазы 2 снизится до напряжения горения лампы, лампа переключится на фазу 1, ток в ней изменяет направление и далее. Процессы повторяются. . 35

Как следует из временных диаграмм, форма тока через лампу в устройстве близка к пряМоугольиой и практически не зависит от изменения напряжения сети в ши« роких пределах. Этим достигается почти полное исключение пульсаций светового потока лампы и возможность повышения величины коэффициента т\, а следовательно, КПД устройства. 45

Формула изобретения

1. Устройство для стабилизации режима горения газоразрядной лампы, содержащее четырехплечий выпрямительный

МОСТ» ПОДКЛЮЧ ЖНЫй K СЕТИэ В ДИ&1 ОиаЛЬ которого включен стабилизирующий блок, и клеммы для подключения гаэораэрядной лампы,о тличающеес ятем, 55 что, с целью повышения КПД усчройства и уменьшения пульсаций светового потока, указанный стабилизирующий блок выполнен в виде двух последовательно соединенных идентичных стабилизаторов тока, общая точка которых соединена. с клеммой для подключения лампы, а устройство снабжено двумя коммутирующими элементами, один иэ которых входом подключен к первому стабилизатору, выходом — ко второму, а другой — входом ко второму стабилизатору, а выходом — к первому, причем вторая клемма для подключения лампы соединяется с нулевым проводом сети.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что каждый стабилизатор тока содержит транзистор, коллекторный переход которого зашунтирован резистором, а эмиттерный — последовательно соединейными опорным стабилитроноч и резистором, причем параллельно эмиттерному резистору первого стабилизатора включены входные клеммы первого коммутирующего элемента, выходные клеммы которого подключены параллельно опорному стабилитрону второго стабилизатора, а параллельно эмиттерному резистору второго стабилизатора включены входные клеммы второго коммутирующего элемента, выходные клеммы которого подключены параллельно опорному стабилитрону первого стабилизатора.

3. Устройство цо и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в качестве коммутирующих элементов использованы фотореэисторные оптроны, входными цепями которых служат фотодиоды, а выходными— фоторезисторы, 4. Устройство по пп. 1 -3, о т л ичающеесятем,что,с целью улучшения согласования выходного сопротивления фоторезистора оптрона с выходным сопротивлением транзистора стабилизатора тока, параллельно опорному стабилитрону каждого из стабилизаторов включен согласующий транзистор, коллектор которого соединен с катодом стабилитрона, эмиттер — с анодом, база— с одним нз выводов фотореэистора соответствующего оптрона, а второй вывод фотореэистора этого же оптрона — с коллектором силового транзистора этого же стабилизатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 3482145, кл. 315-206, 1967.

2. Патент США % 3249/99, кл. 315-98, 1962 (прототип).

738199

Составитель H. Нестеренко

Редактор В. Левятов Техред A. Щепанская - Корректор Г. Решетняк

Заказ 2834/39 Тираж 885 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/"

Филиал ППП Патент", r, Ужгород, ул. Проектная,