Осветительное устройство

)4 Н Я сф эокерамичесЦелью иэобие надежности вращения меха. деполяри- отрансформая является повыше ства путем предо о-конст инстит тр ичесацииора ого разрушения и пьезоэлемента пь амп в сон окав10,Ф м о 1 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Всесоюзный проектн рукторский и технологический ут светотехнической промышленности(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к пускорегулирую.щим устройствам для зажигания и стабилизации разряда в люминесцентных мпах, использующим пь е трансформаторы тока в режимах длительного х,х. илив пусковой цепи люминесцентнойи снижение материалоемкости путем уменьшения массы и раэмеро пьеэотрансформатора. Устройство тоит из импульсного преобраэова напряжения 1 с узлом задержки 7 вибратором 8 и усилителем мощно пьезоврансформатора 3, датчика т 2, люминесцентной лампы 4, блоко зажигания 5 и защиты 6 с фильтро усилителем 11, времяэадающим узл 12 и триггером 13. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к пускорегулирующим устройствам для зажиганияи стабилизации разряда в люминесцентных лампах, использующим пьеэокерамические трансформаторы тока.Целью изобретения является повышение надежности устройства путемпредотвращения механического разрушения или дополяриэации пьезоэлемента пьезотрансформатора в режимах длительного холостого хода или короткого замыкания в пусковой цепи люминесцентной лампы и снижение материалоемкости путем уменьшения веса и размеров пьеэотрансформатора.На фиг.приведена блок-схема осветительного устройства; на фиг. 2 - электрическая схема возможного исполнения устройства.Осветительное устройство (фиг. 1) содержит импульсный преобразователь ,напряжения 1, датчик выходного тока 2 импульсного преобразователя напряжения 1, пьеэотрансформатор 3, люминесцентную лампу 4, блок зажигания 5 ключевого элемента, и блок защиты 6.В состав импульсного преобразователя 1 входят узел задержки 7, одно- вибратор 8, усилитель мощности 9,Пьезотрансформатор 3 содержит входной и выходкой электроды, а также электрод секции обратной связи., Устройство защиты 6 содержит низкочастотный фильтр 1 О, усилитель 11, времязадающий узел 12 и триггер 13. Устройство на пьезокерамике для зажигания и стабилизации разряда люминесцентных ламп работает следующим образом.При подаче питающего напряжения П на пьезотрайсформатор 3 с выхода импульсного преобразователя напряжения 1 подается напряжение, равное по величине напряжению питания 1.За счет обратного и прямого. пьезоэффектов в пьезотрансформаторе 3 возникают колебания, которые через электрод обратной связи поступают на вход узла задержки 7 импульсного преобразователя напряжения 1. В результате изменяется напряжение на выходе одновибратора 8, что приводит к возиикновению нулевого потенциала на выходе усилителя мощности 9 импульсного преобразователя напряжения 1. Процесс многократно повторяется, что 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 приводит к возникновению устойчивых колебаний в устройстве на частоте механического резонанса пьеэотрансформатора.С возникновением напряжения на выходе пьезотрансформатора 3 блок зажигания 5 закорачивает электродылюминесцентной лампы 4 и происходитпредварительный подогрев электродов током, величина которого превьппает рабочий не более чем в 2 раза.В это времй выходной ток импульсного преобразователя напряжения 1, превышающий рабочий ток люминесцентной лампы 4 приблизительно в 2 раза, протекает через датчик 2 выходного тока импульсного преобразователя напряжения 1, создавая на нем некоторое падение напряжения, которое через низкочастотный фильтр О, преобразуясь на нем в постоянное, поступает на усилитель 11. При этом происходит усиление напряжения до величины, необходимой для переключения триггера 13, Так как постоянная времени нарастания 7 напряжения времяэадающего узла 12 в три и более раз превосходит время предварительного подогревато изменение состояния тригге 1ра 13 за время С не происходит и при исправном блоке зажигания 5 блок защиты 6 не срабатывает.В момент раэмыкания контактов устройства зажигания 5 к люминесцентной лампе 4 прикладывается напряжение холостого хода пьезотрансформатора 3 и лампа 4 зажигается.В рабочем режиме при горящей люминесцентной лампе 4 величина тока, протекающего через датчик 2, недостаточна для переключения тригерра 13 и срабатывания блока защиты 6.При возникновении аварийных режимов длительного холостого хода пьезотрансформатора 3 в случае перегорания одного из электродов люминесцентной лампы 4 или длительного короткого замыкания нагрузки в случае залипания контактов блока зажигания 5, превьппающих по времени время нарастания Т, ток, протекающий через датчик 2, превышает рабочий приблизительно в два раза, что по истечении времени сприводит к переключению триггера 13. В результате на выходе последнего устанавливается напряжение, препятствующее генерированню импульсоводновибратором 8. Происходит срывавтоколебаний в устройстве и ток пьезотрансформатора 3 уменьшается до нуля.Устройство может возобновить рабо 5 ту лишь после снятия и повторной подачи напряжения питания 0 через промежуток времени, превышающий время установления триггера 13 в исходное состояние, которое определяется временем разряда реактивного сопротивления времязадающего узла 12.Введение режима предварительного подогрева электродов люминесцентной лампы позволяет увеличить срок ее 15 службы и снизить величину напряжения зажигания лампы, а следовательно, напряжение холостого ходапьезотрансформатора.В результате становится возможным 20 уменьшение толщины (а) пьезоэлемента пьезотрансформатора, так как а= Пк /Е (Е- предельно допустимая напряженность электрического поля), а также и его линейных размеров, что бы величина выходного емкостного сопротивления пьезотрансформатора оставалась неизменной и равной сопротивлению люминесцентной лампы в рабочем режиме. 30С уменьшением толщины пьезоэлемента улучшается тепловой режим его работы, вследствие чего увеличивается температурная стабильность пьезотрансформатора и растет развиваемая им35 предельно допустимая напряженность электрического поля.Таким образом, экономия материалов (за счет уменьшения толщйны пьезотрансформатора) непосредственно свя 40 зана с повышением надежности работы устройства, так как механическое разрушение или деполяризация пьезотрансформатора происходит в основном вследствие перегрева пьезоэлемента.45 Один из возможных вариантов практической реализации осветительного устройства с пьезотрансформатором для зажигания и стабилизации разряда люминесцентных ламп представлен на фиг. 2.В состав импульсного преобразовате.я напряжениявходят узел задержки 7, собранный на резисторах55 14-16 и конденсаторах 17 и 18, одно- вибратор 8, собранный на логических элементах И-НЕ 19 и 20, конденсаторе 21 и резисторе 22, усилитель мощности 9, собранный на транзисторах 23- 27, компенсационный дроссель 28.Блок защиты 6 содержит низкочастотный КС-фильтр 1 О на резисторе 29 и конденсаторе 30, усилитель 11 на транзисторе 31 и резисторах 32 и 33, времязадающий узел 12 на резисторе 34 и конденсаторе 35, КБ-триггер 13 на логических элементах И-НЕ 36 и 37 с цепью установки исходного состояния на резисторе 38 и конденсаторе 39 и параметрический стабилизатор напряжения на резисторе 40, транзисторе 41 и конденсаторе 42.Осветительное устройство ( фиг. 2) работает следующим образом.При подаче напряжения питания ПЬ на выходе параметрического стабилизатора устанавливается напряжение питанияблока защиты 6 и одновибратора 8.КБ-триггер 13 нулевым напряжением на конденсаторе 39 зарядной цепочки устанавливается в исходное состояние ("1" на выходе). Нулевое напряжение на входе одновибратора 8 соответствует "0" на его выходе, поэтому транзистор 23 заперт, и с его коллектора напряжение, равное 1 , через эмитП 1терные повторители, собранные на транзисторах 24-27, дроссель 28, компенсирующий емкостную составляющую входного сопротивления пьезотрансформатора 3, поступает на вход пьезотрансформатора 3, в котором за счет обратного и прямого пьезоэффектов возникают колебания. При этом на вход одновибратора 8 через узел задержки 7, при помощи которого задается необходимый сдвиг фаз между напряжением и током на входе пьезотрансформатора 3 с целью выбора рабочей точки пьезотрансформатора на правом склоне его амплитудно-частотной характеристики, поступает напряжение с секции обратной связи пьезотрансформатора 3.В результате одновибратор 8 изменяет свое состояние (на "1" на,выходе), что приводит к отпиранию транзистора 23 и возникновению нулевого потенциала на входе пьезотрансформатора 3.Процесс многократно повторяется и поддерживается положительной обратной связью (с выхода секции обратной связи на выход импульсного преобразователя напряжения 1).1330765 м 7 ираж 801 ВНИИПИ Заказ 3594 одписное Уж ул. Проектная гр, пр-тие зв. В случае возникновения аварийных режимов (длительного холостого хода или короткого замыкания в пусковой цепи люминесцентной лампы) ток, протекающий через резистивиый датчик 2 выходного тока импульсного преобразователя напряжения 1, в два раза превышает рабочий и создает падение напряжения на нем, которое вызывает 10 уменьшение напряжения на коллекторе транзистора 31 до уровня переключения КЯ-триггера 13 (уровня "0").В течение времени )Г 3 К. С, напряжение на выходе времяэадающего узла 15 12 уменьшается до уровня переключения М-триггера 3, после чего на выходе последнего возникает уровень "0", который, поступая на вход логического элемента И-НЕ 20 одновибратора 8, ус танавливает на его выходе постоянный уровень "1", Происходит срыв автоколебаний, ток люминесцентной лампы 4 уменьшается до нуля.25 После снятия н повторной подачи напряжения питания Б, устройство возобновляет свою работу через время, превышающее время разряда й конденсатора 35 (г. 3 Са (1 с,+Ц)30 формула изобретенияОсветительное устройство, содержащее люминесцентную лампу, подключенную к выходу пьезотрансформатора,вход которого свяэан с выходом импульсного преобразователя напряжения,управляющий вход которого связан ссекцией обратной связи пьеэотрансформатора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности н уменьшения материалоемкости,введены ключевой элемент, включенныймежду нодогревными электродами люминесцентной лампы, датчик тока, включенный между импульсным преобразователем напряжения и пьезотрансформатором, последовательно соединенные низкочастотный фильтр, усилитель,.времязадающий узел и триггер, а импульсный преобразователь напряжения выполнен в виде последовательно соединенных усилителя мощности, одновибратора с запрещающим входом и узла задержки, входом подключенного к секции обратной связи пьезотрансформатора, при этом выход датчика тока соединен с входом низкочастотного фильтра, а выход триггера - с запрещающимвходом одновнбратора,