Устройство для зажигания газоразрядной лампы

 

<в 944173

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 25 12.80 (21) 3224408/24-07 (5l)M. Кл. с присоединением заявки №

Н 05 В 41/392

4Ьеударствкиный комитет

СССР (23) Приоритет ао лелем изобретений и открытнй

Опубликовано 15.07.82. Бюллетень №26 (53) УДК 621.

° 327 534.4 (088.8) Дата опубликования описания 18. 07 . 82

Т;Н. Егоров, Л.Л. Игнатьев, М.Е. Клыков, В.M.Êàáàíîâè÷, О.Н. Логунова и С.И. Штефан (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский, проект@о- ... конструкторский и технологический светотехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИГАНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ

ЛАМПЫ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для зажигания газоразрядных ламп высокого давленуя.

Известно устройство для зажигания

5 газоразрядных ламп высокого давления, содержащее последовательно соединенные с балластным дросселем генератор. импульсного напряжения, состоящий иэ токоограничивающего резистора и накопитель ного конденсатора, зашунтированного последовательно соединенными тиристором и первичной обмоткой импульсного трансформатора (автотрансформатора)(1) .

Однако при незажигании лампы по какой-либо причине устройство работа- ет в режиме непрерывной генерации импульсов, что приводит к повышенному уровню радиопомех, к значительному20 нагреву токоогра ни чи вающего резистора и, следователь но, к увели чению его габаритов, стоимости, а также к снижению срока службы устройства.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является устройство для зажигания газоразрядных ламп высокого давления, содержащее подсоединенный к балластному дросселю генератор импульсного напряжения и реле времени, причем в качестве генератора импульсного напряжения используется последовательно соединенные токоограничивающий резистор, накопительный конденсатор и первичная обмотка импульсного трансформатора, при этом накопительный конденсатор и первичная обмотка трансформатора зашунтированы тиристором, между анодом и управляющим электродом которого включено реле времени, в качестве которого служат последовательно соединенные позистор и дополнительный резистор, причем позистор находится в тепловом контакте с токоограничивающим резистором генератора импульсного напряжения. За счет введения позистора, устройство при не9441

50 55

3 зажигании лампы работает в режиме прерывистой генерации, чем обеспечивается ограничение температуры токоограничивающего резистора и снижение уровня радиопомех (2 1.

Однако при работе позистора в цепи переменного тока характеристика переключения данного устройства обладает слабым гистерезисом, что является причиной весьма незначительного изменения температуры, а, следовательно, и сопротивления позистора в режиме прерывистой генерации, это приводит к тому, что число импульсов в серии не превышает 1-2 вместо 5- 10 первоначальных, необходимых для надежного зажигания лампы. Таким образом, известное зажигающее устройство не обеспечивает надежного зажигания лампы. Кроме того, режим прерывистой генерации импульсов лишь в незначительной степени уменьшает уровень радиопомех и в незначительной степени увеличивает срок службы зажи гающего устройства и может быть рекомендован лишь при попытке зажечь . лампу при ее остывании после горения и кратковременного аварийного сброса напряжения питания. Время остывания лампы, как известно, составляет 1520.мин. В случае, когда лампа вышла из строя или произошло самовывинчивание ее из патрона, режим прерывистой геиерации импульсов должен быть заменен режимом полного отсутствия генерации импульсов и возобновлением режима генерации только при наличии электрического контакта в патроне лампы или замены вышедшей из строя лампы. Таким образом, данное зажигающее устройство не обеспечивает существенного увеличения срока службы устройства и уменьшения уровня радиопомех, Цель изобретения - повышение надежности зажигания ламп °

Поставленная цель достигается тем, что устройство для зажигания импульсной газоразрядной лампы,. содержащее дроссель, импульсный трансформатор поджига, накопительный конденсатор, тиристор, резистор связи, позистор, времязадающий конденсатор и зарядный резистор, имеющий тепловой контакт с позистором, причем зарядный резистор, накопительный конденсатор, первичная и вторичная обмотки трансформатора поджига соединены послеДовательно и подключены к выводам для присоедине15

Ф

45

73 4 ния электродов газоразрядной лампы и к одному из выводов для подключения к сети переменного тока, а дроссель включен в цепь между другим выводом для подключения к сети переменного тока и другим выводам для подключения газоразрядной лампы, тиристор подключен параллельно, накопительному конденсатору и первичной обмотке импульсного трансформатора поджига, а резистор связи включен в цепь управления тиристором, катод которого соединен с одной из обкладок времязадающего конденсатора, снабжено двумя выпрямительными диодами, двумя динисторами, двумя разделительными диодами, делителем напряжения, состоящим из двух резисторов и позистора, другим времязадающим конденсатором и другим зарядным резистором, причем другой зарядный резистор, один из выпрямительных диодов, стабилитрон, один из динисторов и резистор связи соединены

s последовательную цепь, подключенную к аноду и к управляющему электроду тиристора, другая обкладка времязадающего конденсатора подключена к аноду одного из динисторов и к аноду одного из разделительных диодов, катод которого через другой динистор соединен с катодом тиристора, с одной из обкладок другого времязадающего конденсатора и с выводом плеча делителя напряжения, состоящего резистора и позистора, вывод другого плеча делителя напряжения подключен к другой обкладке другого времязадающего конденсатора и через другой выпрямительный диод к катоду стабилитрона и к катоду одного из выпрямительных диодов, выход делителя напряжения через позистор и другой разделительный диод подключен к аноду другого динистора, а другой позистор имеет тепловой контакт с вторичной обмоткой импульсного трансформатора поджига.

На чертеже представлена принципиальная .схема устройства.

Устройство содержит дроссель 1, подключенный одним выводом к выводу

2 для подключения к сети переменного тока, а другим выводом соединен с анодом тиристора 3 с резистором 4, с выводами первичной и вторичной 6 обмоток импульсного трансформатора поджига, другой вывод вторичной обмотки которого соединен с выводом 7 для подключения газораэрядной лампы

8, а другой вывод 9 для подключения

5 Ч44173

6 гаэоразрядной лампы 8 соединен с зарядным резистором 10 и с выводом 11 для подключения к сети переменного тока. Другой вывод зарядного резистора 10 соединен с обкладкой накопительного конденсатора 12, с катодом тиристора 3, с обкладкой времязадающего конденсатора 13, с катодом динистора 14, с резистором 15 делителя напряжения и с обкладкой другого времязадающего-конденсатора 16, соединенного другой обкладкой с резистором 17 делителя напряжения, подключенным другим выводом к выводам поэисторов 18 и 19, а другой вывод позистора 19 подключен к резистору 15.

Другой вывод позистора 18 через разделительный диод 20 подключен к аноду динистора 14 и к катоду другого разделительного диода 21, анод которого подключен к другой обкладке времяза дающего конденсатора 13, соединенной через динистор 22 и резистор 23 связи с управляющим электродом тиристора 3, а через стабилитрон 24, и встречно включенный выпрямительный диод 25 к другому выводу зарядного резистора 4. Катод выпрямительного диода 25 подключен через согласно включенный другой выпрямительный диод 26 к другой обкладке конденсатора 16.

Устройство работает следующим обра2$ зом

Как только генерация импульсов

5 !

О

При подключении выводов 2 и 11 к сети питания накопительный конденсатор 12 заряжается по цепи: балластный дроссель 1 — первичная обмотка 5 импульсного трансформатора — накопительный конденсатор 12 — резистор 10до момента, когда напряжение на конденсаторе 12 достигает значения, равного напряжению пробоя стабилитрона

24. Стабилитрон 24 пробивается, обеспечивания заряд конденсатора 13 по цепи:, дроссель 1 — резистор 4 — диод

25 - до момента отпирания динистора

22, а, следовательно, и тиристора 3.

В момент отпирания тиристора 3 конденсатор 12 разряжается через первичную обмотку 5 импульсного трансформатора по колебательному закону, генерируя затухающий импульс напряжения.

В результате этого на вторичной .обмотке 6 импульсного трансформатора. индуцируется импульс высокого напряжения, который попадает на вывод 7 для подключения лампы 8. После разряда конденсатора 12 он снова эаряжа. ется и процесс генерации импульсов повторяется. Параметрами резистора

10, конденсатора 12 и стабилитрона

24 подбирается такой режим, при котором тиристор 3 отпирается при напря-, жении на нем, составляющем 75-85ã. от амплитудного значения напряжения сети.

Одновременно с этим процессом через резистор 4, диоды 25 и 26 во время положительной полуволны сетевого напряжения происходит заряд конденсатора 16 почти до амплитудного значения напряжения сети. В начале работы устройства позисторы 18 и 19 холодные и их сопротивления не превышают единиц — десятков Ом. Величина емкости конденсатора 16 выбирается таким образом, чтобы напряжение на нем практически не падало во время отрицательной полуволны напряжения сети. Параметры делителя, состоящего иэ резистора 17, поэистора 19 и резистора 15 выбраны таким образом, что напряжение на выходе делителя напряжения пока выпрямительный диод 25 холодный, мало и недостаточно для отпирания динистора 14. Если лампа

"нормальная" и зажигается эа время, оговоренное технической документаци.ей на нее, то выпрямительный диод 25 не успевает нагреться за это время до точки Кюри, напряжение на лампе после ее зажигания падает и генерация импульсов прекращается, так как напряжение пробоя стабилитрона 24 выше напряжения горения лампы 8.

Если же лампа 8 долго не зажигается по причине выхода ее иэ строя или при самовывинчивании нормальной лампы из патрона, позистор 19 нагревается до точки Кюри, сопротивление его резко возрастает до нескольких десятков кОм и напряжение на выходе делителя скачком увеличивается до значения, достаточного для отпирания динистора 14. При этом сопротивление позистора 18 мало; так как находясь в тепловом контакте с холодной вторичной обмоткой 6 импульсного трансформатора 4, он остается холодным.

Динистор 14 отпирается, шунтирует через диод 21 конденсатор 13, что приводит к прекращению генерации импульсов напряжения. прекращается, начинает остывать резистор 10 и находящийся с ним в тепловом контакте позистор 19, напряженистора 14. Генерация импульсов возобновляется, причем в результате скачкообразного запирания динистора

14 число импульсов в пакете при повторной генерации равно числу импульсов, как при первоначальной генерации. Процесс повторяется до тех пор, пока вместе с лампой 8 не остынет вторичная обмотка 6 импульсного трансформатора и поэистора 18. Таким образом, до того момента, т.е. пока лампа 8 остается горячей, устройство работает в режиме прерывистой генерации.

Как только сопротивление поэистора 18 снизится до "холодного" значения, при очередном возрастании напря жения на выходе делителя и отпирания динистора 14, последний уже не запирается, так как ток в цепи: позистор

18 - диод 20 — больше .тока удержания динистора 14. Если лампа 8 к этому моменту не зажглась, а это означает, что она вышла иэ строя, устройство прекращает генерацию импульсов напря>кения. В случае, если лампа 8 не вышла из строя, то она зажигается на одном из интервалов генерации импульсов, Устройство осуществляет генерацию импульсного напряжения в один полупериод сетевого напряжения. Принципиально работа устройства не,изменяется, если вместо выпрямительных диодов 25 и 26 вкпючить выпрямитель-. ный двухполупериодный мост. В этом случае генерация импульсов происходит в оба полупериода сетевого напряжения, и надежность зажигания ламп еще более увеличивается.

Кроме того, в качестве индикатора изменения напряжения зажигания лампы можно использовать датчик температуры, напрмер поэистор, разместив его в тепловом контакте либо с колбой лампы, либо внутри патрона.

В качестве. индикатора изменения напряжения зажигания лампы можно использовать также датчик давления, размещаемый внутри горелки лампы или датчик состава наполнения, размещаемый также внутри горелки.

Экономический эффект при использовании изобретения достигается за счет уменьшения эксплуатационных расходов.

Формула изобретения

Устройство для зажигания газоразрядной лампы, содержащее дроссель, 7 94417 ние на выходе делителя напряжения при достижении температуры позистора 19 точки Кюри скачком падает, однако соотношение суммарного сопротивления холодного позистора 19, резистора 1g, с одной стороны, и холодного позистора 18, с другой стороны, выбрано таким образом, что ток от заряженного конденсатора 16, протекая по цепи: резистор 17 - позистор 18 — диод 20 - 1о динистор 14,- остается большим тока удержания динистора, и последний остается открытым, шунтируя, конденсатор 1). Генерации импульсов нет. Если лампу 8 заменить, для чего необходимо отключение устройства от сети, то при повторном включении сети генерации импульсов возобновляется.

Если лампа зажглась, горела и произошел аварийный сброс напряжения го. сети и повторное его включение, то лампа гаснет, оставаясь горячей, и не зажигается пока не остынет. При этом позистор 18, являясь индикатором изменения напряжения зажигания лампы

8, находится в тепловом контакте с вторичной обмоткой б импульсного трансформатора, которая нагревается рабочим током лампы при ее горении и, следовательно, нагревает позистор 18. Температура позистора 18 при этом выше точки Кюри, следовательно сопротивление его составляет несколько десяТков кОм. При затухании лампы вторичная обмотка 6 остается некото35 рое время нагретой. Тепловая постоянная времени трансформатора 4 выбирается равной или большей в 1:4-2 раза тепловой постоянной времени лампы 8.

Если теперь устройство подключить к сетевому напряжению, начнется генерация импульсного напряжения, поскольку позистор 19 холодной и напряжение на выходе делителя напряжения недостатоНно для отпирания динистора 14. Но лампа 8 не зажигается, пока она горячая. 4ерез опРеделенное время (12 мин) нагреваются резистор 10 и позистор 19, а напряжение на выходе делителя напряжения возрастает до напряжения отпирания динистора 14, конденсатор 13 в результате зашунтирован и генерация импульсов прекращается.

После остывания резистора 10 и соответственно позистора 19 динистор 14

55 закроется, поскольку ток в цепи: позистор 18 - диод 20, мал из-за высокого значения сопротивления горячего позистора 18 и меньше тока удержания ди9441 импульсный трансформатор поджига, накопительный конденсатор, тиристор, резистор связи, позистор, конденсатор и зарядный резистор, имеющий тепловой контакт с позистором, причем зарядный резистор, накопительный конденсатор, первичная и вторичная обмотки трансформатора поджига соединены последовательно и подключены к выводам для присоединения электродов о гаэоразрядной лампы и к одному из выводом для подключения к сети пере— менного тока, а дроссель включен в цепь между другим выводом для подключения к сети переменного тока и другим выводом для подключения газоразрядной лампы,тиристор подключен параллельно накопительному конденl са тору и перви чной обмотке импульсного трансформатора поджига, а резис- < тор связи включен в цепь управления тиристором, катод которого соединен с одной из обкладок времязадающего конденсатора, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения надежности зажигания лампы, оно снабжено двумя выпрямительными диодами, двумя динисторами, двумя разделительными диодами, делителем напряжения, состоящим из двух резисторов

vi позистора, другим времязадающим конденсатором и другим зарядным резистором, причем другой зарядный резистор, один из выпрямительных дио73 10 дов, стабилитрон, один из динисторов и резистор связи соединены в последовательную цепь, подключенную к аноду и к управляющему электроду тиристора, другая обкладка времязадающего конденсатора подключена к аноду одного иэ динисторов и к аноду одного из разделительных диодов, катод которого через другой динистор соединен с катодом тиристора, с одной из обкладок другого времяэадающего конденсатора и с выводом плеча де" лителя напряжения, состоящего из ре" эистора и позистора, вывод другого плеча делителя напряжения подключен к другой обкладке другого времязадающего конденсатора и через другой выпрямительный диод - к катоду стабилитрона и к катоду одного из выпрямительных диодов, выход делителя напряжения через поэистор и другой резделительный диод подключен к аноду другого динистора, а другой позистор имеет теловой контакт с вторичной обмоткой импульсного трансформатора поджига.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сборник, Тезисы докладов VII

Республиканской конференции молодых специалистов по светотехнике и источникам света. Саранск, 1974, с. 30-34.

2. Авторское свидетельство СССР

N 539392, кл . H 05 8 41/392, 13.06.74.

944173

Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д; 4/5

Заказ 5161//9

Ф пиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Шилов

РедактоР Н. Воловик ТехРед 3. Пал и Корректор Н, Король й