Устройство для зажигания люминесцентной лампы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii>955542 (61) Дополнительное и авт. свид-ву (22) Заявлено 270181 (21) 3242499/24-07 (51) М. Кп.з

Н 05 В 41/29 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СС СР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621 ° 3-032 °.4 (088.8) Опубликовано 300882 Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 360882 (72) Автор: изобретения

В.М. Сазонов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИГАНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ

ЛАМПЫ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в осветительных установках с люминесцентными лампами, имеющими подогревные электроды.

Известно устройство, содержащее источник питания переменного тока, соединенный через токоограничивающее сопротивоение с входной диагональю выпрямительного диодного моста, анодный вывод которого подключен через первый подогревный электрод к минусовому выводу первого конденсатора, а катодный вывод через последовательно соединенные тиристор и второй подогревный электрод — к плюсовому выводу второго конденсатора, минусовый вывод которого соединен с плюсовым выводом первого конденсатора и .подключен к одной из клемм источника питания, что обеспечивает надежное зажигание люминесцентной лампы и регулирование ее светового потока. При этом токоограничивающее сопротивление может иметь емкостной характер, что позволяет уменьшить уровень шума, создаваемого низкочастотными колебаниями арматуры устройства, находящейся в зоне действия магнитного поля токоограничительного элемента (1 ).

Для снижения активных потерь мощности в качестве токоограничивающего сопротивления в известном устройстве используют обычно дроссель или конденсатор, который имеет большие габаритно-массовые размеры из"за большой реактивной мощности, развиваемой на них.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для питания люминесцентных ламп, содержащее выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор, транзисторный инвертор с трансформатором, причем вход выпрямительного моста подключен к выводам для присоединения к сети питания, а выход соединен с обкладками сглаживающего конденсатора и с входом тран20 зисторного инвертора, выходные обмотки трансформатора которого подключены к выводам для присоединения подогревных электродов люминесцентной лампы, а цепь штока разряда люминесцентной лампы подключена к выводам высоковольтной выходной обмотки трансформатора инвертора (2 1.

Это устройство имеет низкий КПД, так как инвертор перерабатывает всю энергию, необходимую для питания люминесцентной лампы.

955542

Цель изобретения — повышение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для зажигания люминесцентной лампы, содержащее выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор, транзисторный инвертор с трансформатором на выходе, причем вход выпрямительного моста подключен к выводам для присоединения к сети питания, а выход соединен с обкладками 10 сглаживающего конденсатора и с входом транзисторного инвертора, выходные обмотки трансформатора которого подключены к выводам для присоединения подогревных электродов люминесцентной лампы, снабжено другим выпрямительным мостом, другим сглаживающим конденсатором, мостовым транзисторным

-коммутатором и дросселем, а трансформатор инвертора дополнительно снабжен четырьмя выходными обмотками, причем вход выпрямительного мос-. та соединен последовательно с входом другого выпрямительного моста, к которому подключены выводы для подключения люминесцентной лампы, выход другого выпрямительного моста подключен к обкладкам другого сглаживающего конденсатора и к входу мостового транзисторного коммутатора, выход которого подключен к выводам дросселя, а управляющие входы мостового транзисторного коммутатора подключены к выводам дополнительных выходных обмоток трансформатора инвертора.

На чертеже представлена принципи- 35 альная электрическая схема устройстна.

Устройство содержит подогревательные электроды 1 и 2 люминесцентной лампы 3, которые подключены к допол- 4О нительным выходным обмоткам трансформатора 4 транзисторного инвертора 5, выходные обмотки которого подключены к управляющим входам мостового транзисторного коммутатора 6, соединенного входными выводами с токоограничивающим дросселем 7, а выходными выводами включенного в диагональ постоянного тока диоднога моста 8, зашунтированную другим сглаживающим конденсатором 9. Выводы 10 и 11 подключены через диагональ переменного тока другого диодного моста 8, к двум выводам электродов 1 и 2 люминесцентной ампы 3 и диагонали переменного тока диодного моста 12, диагональ постоянного тока которого зашунтирована сглаживающим конден"атором 13 и подключена к входу транзисторного инвертора 5, выполненного по мостовой схеме на четырех транзисторах . 60

14, и диагональ переменного тока которого включена первичная обмотка трансформатора 4, обмотки обратной связи которого подключены через ограничительные резисторы 15 к базам 65 транзисторов 14. Мостовой транзистор ный коммутатор 6 также содержит четыре включенных по мостовой схеме транзистора 16, базы которых через резисторы 17 подключены к выводам вторичных обмоток трансформатора 4 транзисторного инвертора 5, а диагональ переменного тока через нходные выводы коммутатора 6 связана с токоограничинающим дросселем 7.

Устройство работает следующим образом.

В момент включения напряжением сети переменного тока через диодные мосты 8 и 12 загружаются конденсаторы 9 и 13 в соответствии с величиной емкости, которую для конденсатора

9 выбирают примерно на порядок больше, чем для конденсатора 13. Практически все выпрямленное напряжение сети падает на конденсаторе 13 и обеспечивает наилучшие условия для возникновения в инверторе 5 частоты, 1 которую выбирают на несколько порядков ныше частоты сети и которая лежит в пределах 20-100 кГц. Напряжение, возникающее на вторичных обмотках трансформатора 4, вызынает подогрев электродов 1 и 2 люминесцентной лампы 3 и поочередное подключение токоограничивающего дросселя 7 к диагонали постоянного тока диодного моста 8, что приводит к разряду конденсатора 9. Таким образом, на электродах люминесцентной лампы 3 появляется напряжение, практически повторяющее напряжение сети переменного тока. Напряжение на конденсаторе 13 на возрастающей ветви повторяет форму входного напряжения от некоторого уровня до максимального значения, а в промежутках между максимумами выпрямленного пульсирующего двухполупериодного напряжения уменьшается до уровня (30-703) от амплитудного практически по экспоненциальному закону с постоянной времени, определяемой величиной емкости конденсатора 13 и током, потребляемым инвертором 5. Напряжение на выходных. обмотках трансформатора 4 имеет прямоугольную форму и модулируется по амплитуде и частоте в соответствии с изменением напряжения на конденсаторе 13.

Коэффициент трансформации выходных обмоток трансформатора 4 выбирают таким, чтобы обеспечить достаточный подогрев электродов люминесцентной лампы 3 для устойчивого ее зажигания.

После зажигания лампы 3 напряжение на ее электродах Фиксируется на уронне напряжения горения, которое для разных типов ламп лежит н пределах

50 -90. Напряжение на конденсаторе

13 стабилизируется на уровне, близком к величине напряжения горения, при этом инвертор 5 переходит í ре-, жим экономичной длительной работы.

955542

Напряжение на электродах люминесцентной лампы 3 уменьшается в 35 раэ, обеспечивая максимальный их подогрев и устойчивое горение осветительной лампы. Напряжения на дополнительных выходных обмотках трансформатора 4 и величину реэистороа 17 выбирают такими, чтобы базовю. ток транзисторов 16 коммутатора 6 был достаточен для полного открывания их во всех диапазонах максимального возможного коллекторного тока. Коммутатор 6 обеспечивает подключение дросселя 7 с частотой, равной частоте работы инвертора 5. Так как время протекания тока в одном и другом направлениях одинаково, действующее .значение напряжения за время периода переключения практически остается постоянным, среднее значения тока, протекающего через дроссель, равно нулю, а постоянное подмагничивание его отсутствует. Величину индуктивности дросселя 7 выбирают таким,чтобы эа время включения ток через него изменялся по линейному закону от минимального (максимального) до максимального (минимального) значений, величина которых практически равна удвоенной величине мгновенного значения тока, действующего на входе устройства. Форма входного тока, протекающего через диагональ переменнога тока диодного моста 8, за счет интегрирующего действия конденсатора 9, практически приближается к синусоидальной, кроме участков, где мгновенное значение входного тока близко к нулю, а на форму тока существенное влияние оказывает нелинейность сопротивления люминесцентной, лампы.

Таким образом, диодный мост, в диагонали постоянного тока которого включен мостовой транзисторный коммутатор, зашунтированный емкостью,практически эквивалентен по своим харак-. теристикам низкочастотному ограничивающему дросселю.

Использование предлагаемого устройства позволяет увеличить с 70 до

80.-85% результирующий КПД осветительной установки, определяемый отношением мощности, рассеиваемой на люминесцентной лампе, к активной мощности, потребляемой устройством на сети.

Кроме того, практически устранен шум, вызываемый низкочастотными колебаниями арматуры и сердечника дросселя иэза воздействия магнитного поля дросселя. Изменение частоты переключения токоограничивающего дросселя путем изменения напряжения питания инвертора позволяет достаточно простым спо-. собом изменять в широких пределах ток, протекающий через люминесцеятную лампу, и якорь ее свечения.

Экономический эффект достигается за счет уменьшения потерь электроэнергии.

Формула изобретения

Устройство для зажигания люминесцентной лампы, содержащее выпрямительный мост, сглаживающий конденсатор, транзисторный инвертор с

2О трансформатором, причем вход выпрямительного моста подключен к выводам для присоединения к сети питания, а выход соединен с обкладкамй сглаживающего конденсатора и с входом тран25 зисторного инвертора, выходные обмотки трансформатора которого подключены к выводам для присоединения подогревных электродов люминесцентной лампы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, ЗО что, с целью повышения КПД устройства, оно снабжено другим выпрямитель- . ным мостом, другим сглаживающим конденсатором, мвотовым транзисторным коммутатором и дросселем, а трансформатор инвертора дополнительно снабжен четырьмя выходными обмотками, причем вход выпрямительного моса соединен последовательно с входом другого выпрямительного моста, к которому подключены выводы для подклю<О чения люминесцентной лампы, выход другого выпрямительного моста подключен к обкладкам другого сглаживающего конденсатора и к входу мостового транзисторного коммутатора, выход

45 которого подключен к выводам дросселя, а управляющие входы мостового, транзисторного коммутатора подключены выводам дополнительных выходных об моток трансформатора инвертора.

Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 603156, кл. Н 05 В 41/16, 15.04.78.

2. Заявка ФРГ Р 2855820, кл. Н 05 В 41/29, 03.07.80.

955542

Составитель Л. Шилов

Редактор A. Огар Техред M.рергель- Корректор M.Øàðoøè

Заказ 6486/78 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

3.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4