Устройство для питания газоразрядной лампы

(71) Заявитель ский ордена Ленина электротехнический институтим. В. И. Ульянова (Ленина) н(5 ТРОЙСТВ ИТАНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНО МПЫ 5 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано ,для питаниянапример, короткодуговых ксеноновых ламп сверхвысокого давления,Известны устройства, обеспечивающие зажигание и стабилизацию режима.питания короткодуговых ламп сверхвысокого давления, имеющие основной . 10 источник питания, балластное сопротивление и дополнительный источниквысоковольтных поджигающих импульсов 1. В качестве балластного сопротивления в некоторых случаях используется .транзисторный стабилиза 1тор тока, который может работатькак в постоянном 2 , так и в импульсном режиме 3 1. Иногда с целью повышения стабильности светового потока лампы в качестве сигнала обратной .связи в таких стабилизаторах используется сигнал с фотоприемника, накоторый ответвляется часть световогопотока (4 1. Для пробоя разрядногопромежутка обычно используется искро 2вой генератор, который состоит извысоковольтного трансформатора, первичная обмотка которого включена чеез пусковую кнопку в цепь переменного тока. Вторичная обмотка шунти 30 2,руется двумя параллельными ветвями, одна иэ которых состоит из конденса;тора, вторая из соединенных последо" вательно искрового разрядника и первичной обмотки импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого соединяется либо последовательно с лампой, либо параллельно ей Г 51.Для надежного зажигания вдуги необходима подача нескольких поджигающих импульсов, КПД таких устройст является низким, так как для образования катодного пятна напряжение основного источника питания выбирается в 3-4 раза большим, чем напряжение горения лампы в установившемся режиме. Укаэанные недостатки частично устранены в устройствах питания, в которые добавлен дополнительный, более высоковольтный источник напряжения подпитки, который через ограничительное сопротивление заряжает конденсатор розжига, включенный параллельно лампе 6 1, . В таких устрой" ствах можно обеспечить надежное зажигание дуги от одиночного высоковольтного импульса и таким образом сократить время, необходимое для ее поджига. Гакая схема позволяет также максимально приблизить напря 1001520,билизатора напряжения, подключенного 65 жение основного источника питания к напряжению горения лампы и тем самым повысить КПД устройства. В некоторых случаях для получения напряжения подпитки используется полупроводниковый преобразователь постоянного така, питающийся от основного источника напряжения. В таких схемах геНератор высоковольтных поджигающих импульсов обычно питается от источника напряжения подпитки, что обеспечивает уменьшение габаритов устройства.При питании короткодуговых ксеноновых ламп от данных устройств после разряда конденсатора розжига с 15образованием дугового разряда и установлением номинального тока (в течение нескольких мс) световой поток нарастает с б 0-70 до 100 в течение 1-2 мин, что связано с установлени ем стационарной температуры колбы, газа и электродов. Такое запаздывание установления номинального светового потока можно было бы ликвидировать путем увеличения тока лампы в 25 период разгорания путем увеличения постоянной разряда конденсатора розжига. Однако в данном случае такое решение практически не реализуемо, так как дЛя этой цели потребовалось бы установить конденсатор розжига очень большой емкости (единицы фарад).Наиболее близким но технической сущности к предлагаемому является устройство,.обеспечивающее зажигание, форсировку йока в период разгорания и последующую стабилизацию режима гаэоразрядной лампы, состоящее иэ последовательно подключенных к источнику постоянного напряжения балласт ного сопротивления, разделительного диода, лампы и импульсного автотрансформатора. Для облегчения зажигания дугового разряда от одиночного поджигающего импульса параллельно 45 двум последним элементам включен резистор и конденсатор розжига, который заряжается через высокоомный резистор от вспомогательного более высоковольтного источника напряжения 50 подпитки. Для зажигания лампы используется блок поджига, подключенный ,входом к выходу вспомогательного источника напряжения подпитки, а выходом к первичной обмотке импульсного автотрансформатора. Для осуществления автоматической форсировки тока в период разгорания лампы параллельно балластному сопротивлению подключен транзисторный регулятор тока. управляющий вход транзисторного ре гулятора тока подключен через резис тор к времязадающему конденсатору, который через зарядный резистор подключен к выходу параметрического ставходом параллельно выходу вспомогательного источника напряжения (,71.Недостатком данного устройстваявляется влияние величины падениянапряжения на гаэоразрядной лампена режим форсировки тока. В процессесрока службы и при замене лампы этотпараметр изменяется, что требует подстройки схемы, Большая постояннаявремени конденсатора (несколько минут) обуславливает большое время готовности схемы при подключении ее к "питающей сети.Цель изобретения - обеспечениестабильности режима форсировки токагазоразрядной лампы в период разгорания и стабилизация разрядного тока в установившемся режиме.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве, содержащемосновной источник постоянного напряжения, подключенный через балластноесопротивление и разделительный диодк выводу для подключения анода газоразрядной лампы, к которому черезрезистор подключен выход вспомогательного источника напряжения и черезтокоограничивающий резистор - накопительный конденсатор розжига, блокподжига, подключенный входом к выходу вспомогательного источника напряжения, а выходом - к первичнойобмотке импульсного автотрансформатора, подключенного вторичной обмоткой к выводу для подключения катодагазоразрядной лампы, балластное сопротивление выполнено в виде стабилизатора тока компенсационного типа,к выходу для подключения цепи опор/ного напряжения которого включеныпараллельно времяэадающие резистори конденсатор, подключенные черезразделительные диоды к выходам двухпараметрических стабилизаторов напряжения, один из которых подключенвходом непосредственно к выходу основного источника постоянного напряжения, а второй подключен входом квыходу основного источника постоянного напряжения через транзисторныйключ, вход которого подключен к общей точке резистивного делителя, который через стабилитронподключенпараллельно токоограничивающсму резистору и накопительному конденсатору розжига,На фиг. 1 показано устройство дляпитания газораэрядной лампы; нафиг. 2 - то же, пример конкретноговыполнения.Основная цепь устройства состоитиз последовательно подключенных косновному источнику 1 постоянногонапряжения балластного сопротивления,выполненного в виде стабилизатора 2тока компенсационного типа, разделительного диода 3, гаэоразрядной лампы 4 и импульсного автотрансформатора 5. Для облегчения зажигания дугового разряда от одиночного поджигающего импульса параллельно двум последним элементам включены токоограничивающий резистор 6 и накопительный конденсатор 7 розжига, которые подключены через резистор 8 к выходу вспомогательного более высоковольтного источника 9 напряжения; Для зажигания газоразрядной лампы 4 используется блок 10 поджига, подключенный входом к выходу вспомогательного источника 9 напряжения, а вы.ходом к первичной обмотке импульсного автотрансформатора 5. К выходу для подключения цепи опорного напря жения стабилизатора 2 тока компенсационного типа включены параллепьно времязадающие конденсатор 11 и резистор 12, подключенные через разделительные диоды 13 и 14 к выходам ,параметрических стабилизаторов 15 и 16 напряжения, Параметрический стабилизатор 15 напряжения подключен входом непосредственно к выходу основного источника 1 постоянного на- . пряжения, а параметрический стабилизатор 16 напряжения подключен входом 10 15 20 25 к выходу основного источника 1 постоянного напряжения через транзисторный ключ 17, вход которого подключен к общей точке делителя на резисторах 18 и 19, который через стабилитрон 20 подключен параллельно токо- ограничивающему резистору 6 и нако- пительному конденсатору 7 розжига.Устройство работает следующим об- З 5 разом,При включении основного 1 и вспомогательного 9 источников постоянного напряжения накопительный конденсатор 7 розжига заряжается до напря жения близкого к напряжению вспомогательного источника 9 напряжения.Как только напряжение на накопительном конденсаторе 7 розжига превышает напряжение стабилизации стабилитро на 20 по делителю на резисторах 18 и 19 начинает протекать ток и транзисторный ключ 17 открывается, подключая параметрический стабилизатор 16 напряжения к основному источнику 1 постоянного напряжения. При этом времязадающий конденсатор 11 заряжается до опорного напряжения на выходе параметрического стабилизатора 16 напряжения, большего, чем опорное напряжение на выходе параметрического стабилизатора 15 напряжения. При включении блока 10 поджига на вторичной обмотке импульсного автотрансформатора 5 наводится высоковольтныйимпульс, который прикладывается кгаэоразрядной лампе 4 через накопительный конденсатор 7 розжига .и токоограничивающий резистор 6 и приводит к пробою гаэораэрядного промежутка. После разряда накопительного конденсатора 7 розжига и образования дугового разряда величина тока протекающего через газоразрядную лампу 4 ограничивается стабилизатором 2 тока компенсационного типа. Поскольку на.накопительном конденсаторе 7 розжига устанавливается напряжение близкое к напряжению горения гаэоразрядной лампы 4 и меньшее, чем напряжение стабилизации стабилитрона 20, транзисторный ключ 17 закрывается и отключает вход параметрического стабилизатора 16 напряжения от выхода основного источника 1 постоянного напряжения. При этом напряжение на ,выходе для подключения цепи опорного напряжения стабилизатора 2 тока компенсационного типа начинает уменьшаться И приближаться к опорному напря.жению на выходе параметрического 1стабилизатора 15 напряжения вследствие разряда времязадающего конденсатора 11 через времязадающий резистор 12 и внутреннее сопротивление выхода для подключения цепи опорного напряжения стабилизатора 2 тока, Это обеспечивает стабильность режима формировки тока газоразрядной лаванды в период разгорания и стабилизацию разрядного тока в установившемся режиме. При этом уровень форсировки тока в период разгорания и величина разряд- :ного тока в установившемся режиме не зависит от падения напряжения на лампе и определяются только параметрами устройства. Так как сопротивление цепи разряда времяэадающего конденсатора 11 может быть выбрано достаточно высоким 0,1-1 Ибм), постоянная времени установления номинального тока через газораэрядную лампу 4 (несколько минут), необходимая для установления номинального светового потока, может быть достигнута с помощью конденсатора сравнительно небольшой емкости (100- 1000 мкф).Использование предлагаемого устройства для обеспечения стабильности режима форсировки тока гаэоразрядной лампы в период разгорания и стабилизации разрядного тока в установившемся режиме позволяет устранить влияние величины падения напряжения на лампе на уровень форсировки тока в период разгорания и величину тока в установившемся режиме горения. Кроме того значительно уменьшается постоянная времени заряда конденсатора 11 в цепи опорного напряжения стабилизатора тока компенсационного типа, что обусловливает малое время готовности схемы при подключении ее к питающей сети.Предлагаемое устройство в отличие от прототипа позволяет обеспечить стабильность работы при .изменении ,падения напряжения на лампе в процес 1001520 8,ускоренного приведения; газоразрядной лампы в рабочее состояние. Устройство может быть также использовано для питания короткодуговых ртутных ламп сверхвыского давления типа,ЦРЮ. Формула изобретения10Устройство для питания газоразрядной лампы, содержащее основной источник постоянного напряжения, подключенный через балластное сопротивление и разделительный диод к выводу 15 для подключения анода газразрядной лампы, к которому через резистор подключен выход вспомогательного источника напряжения и через токоограничивающий резистор - накопит льный конденсатор розжига, блок поджига, подключенный входом к выходу вспомо гательного источника напряжения, а выходом - к первичной обмотке импульсного автотрансФорматора; подключенного вторичной обмоткой к выводу для подключения катода гаэоразрядной лампы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения стабильности режима форсировки тока гаэоразрядной лампы в период разгорания и стабилизации разрядного тока в установившемся режиме, балластное сопротив- ление выполнено в виде стабилизатора тока компенсационного типа, к выходудля подключения цепи опорного напряжения которого включены параллельновремязадающие резистор и конденсатор,подключенные через разделительные ди-оды к выходам двух параметрическихстабилизаторов напряжения, один изкоторых подключен входом непосредственно к выходу основного источникапостоянного напряжения, а второйподключен входом к выходу основногоисточника постоянного напряжениячерез транзисторный ключ, вход которого подключен к общей точке резистивного делителя, который через стабилитрон подключен параллельно токоограничивающему. резистору и накопи,тельному конденсатору розжига.Источнйки инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, ФугенФиров М, И. Электрическиесхемы с газаразрядными лампами. М.,1974, с. 356.2. Патент США Р 3767970,кл, 315-241, 1973.3. Патент С 111 А Р 3486070,кл. 315-225, 1969.4 Патент США Р 3483428,кл. 315-151, 1969,5. Патент ФРГ Р 1150758кл. 21 Г 84/01, 1964.б. Патент США Р 3566186,кл, 315-160, 1971.7, Авторское свидетельство СССРР 811513, кл, Н 05 В 41/23, 1979.1001520авиа, ГСоставитель И. НайдинаРедактор С, Юско Техред Е.Харитончик Корректор И. Шуллаее в юетиееаЗаказ 1455/77 . Тираж 843 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4