Статический преобразователь частоты для газоразрядных ламп

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 94 Н 02 МЗ ВСЕСОМоРя13,", ВИЫ 1. НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н ПАТЕН 9.0 аР 3204225,6;0282; 28.05.8 Р 11 Макс КерВЕ)8. 8)ехника автИ. Кс. 93 э05517,4. онева. р. 9. иг.1 ОСУДАРСТВЕКНЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ДЛЯ.ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАМП(57) Изобретение относится к преобрзовательной технике и может быть использовано для питания газоразрядныхламп, Цель изобретения - повьппениеэкономичности. Устройство содержитинвертор, выполненный на ключевыхэлементах (КЭ) 1 и 2, зарядном конденсаторе (ЗК) 3, управляющем трансформаторе с первичной обмоткой 4 ивторичными обмотками 9 и 10, а такжесетевой выпрямитель 11. В устройствовведен блок установки напряжения,состоящий из зарядного дросселя 12,зарядного диода 13, КЭ 14 и узла управления 16, Инвертор выполнен по1299526 схеме самовозбуждения, Частота переключения КЭ 1 и КЭ 2 выбирается несколько больше частоты ьС;контура 6я 7. При открытом КЭ 1 напряжение ЗК3 прикладывается к нагрузке 8, послезакрытия КЭ 1 не прерывается, токпроходит через рекуперируищий диод 21При включении КЭ 2 ток в нагрузке 8меняет направление. Зарядный ключевой элемент образован последовательным включением КЭ 14 и 1. Во время 1Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для питания газоразрядныхламп.Цель изобретения - повьшение экономичности,На фиг. 1-3 приведены вариантыпостроения принципиальных электрических схем преобразователя; на фиг4 -Ъхарактер напряжения полуволны сетево го выпрямителя и тока, протекающегочерез зарядный дроссель; на фиг. 5 -графики изменения падения напряженияна зарядном дросселе (а); тока череззарядный дроссель (б); значения фазысинхронизирующего напряжения пофиг. 1 (в); значения фазы по фиг.2(г).Преобразователь содержит инвертор,состоящий из последовательно соединенных первого 1 и второго 2 ключевых элементов, выполненных в видетранзисторов, подключенных параллельно зарядному входному конденсатору 3,и управляющего трансформатора, первичная обмотка 4,которого образуетс колебательным конденсатором 5, последовательным резонансным ТС-контуром 6 и 7 и цепью 8 нагрузки последовательную цепь, подключенную параллельно второму ключевому элементу. 30Вторичные обмотки 9 и 10 управляющего трансформатора подключены к управляющим входам ключевых элементов.Между сетевым выпрямителем 11 и входным зарядным конденсатором включенимпульсный регулятор с последовательным включением зарядного дросселя 12и зарядного диода 13 и параллельнымвключением зарядного ключевого элемента 14, управляющий вход которого 40 открытого КЭ 2 и закрытого КЭ 1 накопительный конденсатор 28 заряжаетсячерез КЭ 2, конденсатор 26 и диод 27образуют делитель напряжения. Конденсатор задержки 32 приводит к быстрому запиранию КЭ 14, Включение КЭ 14возможно только в период включенногоКЭ 1, В устройстве предложены схемывыполнения КЭ 14 на МОП-транзисторе.4 з.п. ф-лы, 5 ил. 2подключен к выходу 15 узла управле -ния 16, с входом синхронизации 17 управляющим входом 18, и общим выводом 19,Транзисторы инвертора шунтированырекуперирующими диодами 20 и 21.Пуск инвертора осуществляется при помощи зарядной цепочки из пусковых резисторов 22 пускового конденсатора23, первого триггерного диода 24 иразрядного диода 25. Узел 16 управления имеет в своем составе вспомогательный источник электропитания положительной полярности напряжения,который выполнен в виде последовательной цепочки из первого конденсатора 26 первого развязывающего диода27 и первого накопительного конденсатора 28.В схеме узла управления (фиг. 1)параллельно первому накопительномуконденсатору включен силовой переходуправляющего транзистора 29, коллектор которого через регулируемый резистор 30 и третий разделительныйдиод 31 подключен к одному из выводов конденсатора 32 задержки, который через второй триггерный диод 33подключен к выходу узла управленияи через разрядный диод 34 - к выходуимпульсного регулятора, причем второй вывод конденсатора задержки подключен к входу синхронизации узла управления и коллектору первого транзистора инвертора, Вход управляющеготранзистора шунтирован сглаживающимконденсатором 35, который через первый разделительный диод 36 подключенк средней точке резистивного делителя 37 и 38 напряжения, подключенного3 12995к выходу сетевого выпрямителя и через второй разделительный диод 39к выходу импульсного регулятора.На фиг. 2 управление зарядным ключевым элементом 14, выполненном наНИП-транзисторе, производится от узла 16 управления, выполненного накомпараторе 40, который через согласующий каскад на транзисторах 41-43и стабилитроне 44 подключен к выходу 1015 узла управления. Инвертирующий(запирающий) вход компаратора шунтирован конденсатором 32 задержки и через третий разделительный диод 34 ипервый резистор 45 соединен с входом 1517 синхронизации и через резистор 30и нелинейный резистор 46 - с сетевымвыпрямителем, причем резистор 30 соединен с входом синхронизации черезвторой резистор 47. Неинвертирующий 20(вход включения) компаратора зашунтирован стабилитроном .48 и через третийрезистор 49 и параллельный конденсатор 50 соединен с входом .синхронизации. Конденсатор задержки зашунтирован ограничительным стабилитроном 51.База"эмиттерный переход транзистора43 зашунтирован первым обратным диодом 52,В третьем варианте исполнения ЗО(фиг. 3) разрядный ключевой элемент14 выполнен на биполярном транзисторе, схема управления которого требует дополнительного источника электропитания отрицательной полярности нап ряжения, который выполнен в виде последовательной цепочки из дросселя 53и второго накопительного конденсатора 54, выводы которого образуют выводы источника, причем упомянутая цепочка через второй развязывающий диод 55 подключена к выводу источникаположительной полярности, а черезделительный конденсатор 56 - к коммутирующему переходу зарядного ключевого элемента 14. Конденсатор 26 сдополнительным конденсатором 57 образует емкостной делитель напряжения,средняя точка которого через второйобратный диод 58 подключена к выводу 50источника отрицательной полярности. Преобразователь работает следующим образом.Инвертор выполняется по схеме с,. 55 самовозбуждением на насыщающемся управляющем трансформаторе с первичнойобмоткой 4, вторичные обмотки 9 и 10, которого подключены к управляющим пе 26 4реходам ключевых транзисторов 1 и 2.Инвертор может быть выполнен по любой известной схеме (мостовой, полумостовой), однако наиболее предпочтительной является схема инвертора собратной фазой, в котором первичнаяобмотка 4 трансформатора включенапоследовательно с колебательным конденсатором 3 и резонансным контуромиз дросселя 6 и конденсатора 7, параллельно транзистору 2, Частота переключения транзисторов инвертора выбирается несколько большей частотырезонанса последовательного Т,С-контура 6 и 7, благодаря чему исключаетсявозможность одновременного открытиятранзисторов инвертора.Во время открытого состояния транзистора 1 напряжение зарядного конденсатора 3 прикладывается к нагрузке. Колебательный конденсатор 5 заряжается полярностью, укаэанной на фиг. 1. После закрытия транзистора 1 ток в нагрузке, пока закрыт транзистор 2, не прерывается, так как через нагрузку через рекуперирующий диод 21 проходит ток под воздействием дросселя 6 колебательного контура. При включении транзистора 2 конденсатор 5 разряжается через транзистор 2 и цепь нагрузки. Ток в нагрузке меняет направление. При отключении транзистора 2, пока закрыт транзистор 1, направление тока в нагрузке не изменяется и протекает через зарядный конденсатор 3 и рекуперирующий диод 20 до открытия транзистора 1. Характер изменения напряжения на транзисторе 1 показан на фиг. 5 в, г.Энергия к зарядному конденсатору 3 поступает от сетевого выпрямителя 11 через импульсный регулятор, содержащий зарядный дроссель 12 и зарядный диод 13 с параллельным включением зарядного ключевого элемента.При подаче на вход преобразователя переменного напряжения сети зарядный входной конденсатор заряжается через зарядный дроссель и зарядный диод. В это же время заряжается пусковой конденсатор 23 через резисторы 22 от входного зарядного конденсатора. Как только напряжение на пусковом конденсаторе достигнет порога срабатывание триггерного диода, транзистор 1 открывается. Одновременно происходит разряд пускового конденсатора 23 через разрядный диод 25 и транзистор 1 и пусковая схема во вре 5 12995 мя периодических колебаний инвертора не может включаться в работу.Зарядный ключевой элемент (фиг.1)образован последовательным включением тиристора 14 и транзистора 1.Во время открытого состояния транзистора 2 и закрытого состояния транзистора 1, накопительный конденсатор 28 заряжается через транзистор 2, конденсатор 2 б и диод 27. Накопитель ный конденсатор 28, диод 27 и конденсатор 26 образуют делитель напряжения, который включен параллельно транзистору 1. Конденсатор 32 задержки через диод 34 и транзистор 2 в 15 это время разряжается, что приводит к быстрому запиранию тиристора ключевого элемента 14.Пусть в момент 1 (фиг. 5 а, б) открывается транзистор 1 и закрывается 20 транзистор 2. С этого момента накопительный конденсатор 28 начинает разряжаться через диод 31, резистор 30 и транзистор 1 на конденсатор 32 задержки, напряжение на котором по прошествии установленного с помощью резистора 30 времени задержки дос. тигнет величины, при которой триггерный диод 33 переходит в проводящее состояние, включая тиристор, Включе ние зарядного тиристора возможно только в период включенного состояния транзистора 1, причем он включается в момент 1 с задержкой а после1включения транзистора 1 (фиг. 5 а, б). 35 До следующего такта работы (закрытия транзистора 1) зарядный дроссель 12 находится под .напряжением полуволны сетевого выпрямителя 1140Формула изобретения 1. Статический преобразователь частоты для газоразрядных ламп, содержащий инвертор, состоящий из пос ледовательно соединенных первого и второго ключевых элементов, подключенных параллельно к зарядному конденсатору, и управляющего трансформатора, первичная обмотка которого 50 образует с последовательным резонансным контуром и цепью нагрузки последовательную цепь, подключенную параллельно второму ключевому элсменту, причем вторичные обмотки управляюще го трансформатора подкллючены к управляющим входам ключевых элементов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения экономичности, введен блок установки напряжения, состоящий из зарядного дросселя, подключенного через зарядный ключевой элемент к сетевому выпрямителю, и зарядного диода, образующего с заряднымконденсатором инвертора последовательное соединение, подключенное па раллельно зарядному ключевому элементу, вход управления которого подключен к управляющему выходу узла управления, вход синхронизации которогоподключен к одному из двух ключевыхэлементов инвертора,2. Преобразователь по п, 1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что узелуправления выполнен на компараторе,выход которого связан с выходом узлауправления, неинвертирующий вход - свходом синхронизации, а инвертирующийвход - с конденсатором задержки, который через зарядный контур подключенк управляющему входу узла управления,а через разрядный диод к входу синхронизации узла управления.3. Преобразователь по пп. 1 и 2,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоузел управления содержит вспомогательный источник электропитания положительной попярности, который выполнен в виде последовательного соединения первого конденсатора, первогоразвязывающего диода и первого накопительного конденсатора, которое подключено параллельно к первому ключевому элементу инвертора, причем выводы первого накопительного конденсатора образуют выходные выводы источника напряжения положительной полярности4. Преобразователь по пп. 1-3,отличающийся тем, что вузел управления введен вспомогательный источник питания отрицательнойполярности, который выполнен в видевторого накопительного конденсатора,который соединен последовательно сдросселем и вместе с последовательным соединением первого накопительного конденсатора и первого развязывающего диода через делительный конденсатор параллельно подключен к зарядному ключевому элементу.5. Преобразователь по пп. 1 и 3,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что зарядный ключевой элемент выполнен ввиде последовательного соединения тиристора и первого ключевого элемента12инвертора, а узел управления выполнен с управляющим транзистором, управляющий переход Которого связан с управляющим входом узла управления, а силовой переход подключен к вспомогательному источнику положительной полярности и через резистор и третий разделительный диод - к первому выводу конденсатора задержки, который через триггерный диод подключен к управляющему входу тиристора и черезПри ори т там 31.07.81 - по10 08.02.82 - по 28,05.82 - по ет по пункпп. 1, 3, 5 и. 2п. 4 99526 8разрядный диод - к зарядному конденсатору инвертора, причем второй вывод конденсатора задержки подключен к входу синхронизации узла управле ния1299526 б г.4 1 г ская Че одписн тета СССР.крытий по3035, Мо 4/5 г. Уж предприят афиче едактор С. Па каз 907/64ВН роизводственн Составитель Н. ЦиТехред М.Морг ентал тираж бб 1 Государственного делам изобретений сква, Ж, Раушс л. Проектн