Устройство для питания газоразрядной лампы

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскннСоцналнстнческыхРвспубднк(5)м. Кл. Н 05 В 41/ЗО Ркуйарствснай комитет СССР ао делам нзвбретеннй н открытийтносится к электр быть использовано тч и мож того устройства оно не обеспечивае копления элек тнеобходи с тствия средст о 10 тро И газо стаб го горе й сети,атчик ток лампы осу и. Стабилизация для питания газоразряднои лампывысокого давления, например шаровойксеноновой лампы, в комбинированномрежиме, с наложением импульсныхэлектрических разрядов на постоянный ток непрерывного горения лампы,что позволяет при использовании одной и той же лампы осуществлятьнаблюдение, подсветку для поискаобъекта Фотографирования и наводкина резкость, Фотографирование приосвещении вспышкой лампы, возникающей при импульсном электрическомразряде в лампе. естно устройство для питаниязрядной лампы, содержащееизированный источник питания лампы в режиме непрерывнзапитываемый от трехфазнзажигающее устройство и ществляется по сигнал тока 11Недостатком э является то, чтоэнергии создание импульсньрических разрядов в лампемых для качественного фотвания. Наиболее близким к изобретению техническим решением является ус ство, обеспечивающее комбинированный режим горения лампы. Оно содержит источник питания лампы в режиме непрерывного горения, зажигающее устройство с импульсным автотрансформатором, датчик горения лампы с выключателем, накопительный конденсатор, разрядный тиристор с Формирователем импульсов управления, выпрямитель и реле управления зарядом накопительного конденсатора, Вспышка создается путем разряда накопительного конденсатора черезпитания постоянного тока, блок поджига, импульсный трансформатор поджига, накопительный конденсатор, разрядный тиристор, выпрямительныймост, выключатель и блок управления,включающий в себя задающий генератор,формирователи импульсов управления,синхроконтакт и датчик горения лампы,причем источник питания постоянного тока входом подключен к выводамдля присоединения к сети переменного тока, а выходом через импульсныйтрансформатор поджига соединен свыводами для подключения газоразрядной лампы, первичная обмотка импульсного трансформатора поджига подключена к выходу блока поджига, входкоторого подключен к выводам дляприсоединения к сети переменноготока, выпрямительный мост установленпоследовательно в цепи заряда накопительного конденсатора, обкладки которого подключены к выводам исгочФ ника питания постоянного тока через разрядный тиристор, управляющийэлектрод которого через формирователь импульсов управления подключен к синхроконтакту, вход датчика горения лампы подключен к цепи тока лампы, а выход соединен с управляющюч входом выключателя, снабжено повышающим трансформатором, делителем напряжения, зарядньм тиристором, элементом временной задержки, пороговым элементом и элементом И с тремя входами и одним выходом, причем повышающий трансформатор вторичной обмоткЬйцодкточен к входу выпрямительного моста, а первичной через выключатель соединен с вывода - ми для подключения к сети переменного тока, вход делителя напряжения подключен параллельно накопительному конденсатору 1 а выход подключен к входу порогового элемента, выходом соединенного с одним из входов элемента И, другой вход которого подключен к выходу задающего генератора, а третий вход соединен через элемент временной задержки с синхроконтактом, выход элемента И через формирователь импульсов управления подключен к управляющему электроду зарядного тиристора.На чертеже представлена принципиальная схема устройства.Устройство содержит источник 1 постоянного тока, блок 2 поджига с импульсным трансформатором 3,3 907884 4разрядный тиристор на горящую в непрерывном режиме лампу по командеот синхроконтакта фотоаппарата,Датчик горения лампы контролирует протекание через лампу тока дуго -вого разряда. В качестве датчикаиспользовано реле. При горении лампыреле срабатывает и подключает конденсатор к цепи заряда.Реле управления зарядом накопи Отельного конденсатора предназначенодля предотвращения перехода разрядного тиристора в постоянно включенное состояние. Это реле срабатываетпосле начала разряда накопительного 15конденсатора (после начала световойвспышки) и уменьшения напряженияна этом конденсаторе. При срабатывании реле накопительный конденсаторотключается от зарядной цепи 2.Одним из недостатков известногоустройства является то, что заряднакопительного конденсатора производится от источника, выходное напряжение которого равно напряжению,до которого должен заряжаться накопительный конденсатор. В последнейстадии заряда разность напряженияна конденсаторе и напряжения источника зарядного напряжения мала, зарядный ток мал и длительность заряда велика заряд идет по пологойчасти экспоненты),Другим недостатком является то,что уровень напряжения на конденса 35торе зависит от колебаний питающейсети, что приводит к колебаниямвеличины накопленной электрическойэнергии, Кроме указанной причины,нестабильность энергии импульсных40электрических разрядов, создаваемыхэтим устройством в лампе, вызванатем, что к импульсу разряда накопи"тельного конденсатора добавляетсянеопределенная величина за счет45протекания тока после разряда конденсатора от сети через открытыйтиристор. Поэтому устройство несоздает стабильных по энергии электрических разрядов в газоразряднойлампе и не позволяет увеличить частоту их следования, что ухудшаеткачество фотографирования и снижаетпроизводительность труда,Цель изобретения - повышение эффективности устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для питания газоразрядной лампы, содержащее источник907884 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 5датчик 4 горения лампы, разрядный тиристор 5 с формирователем 6 импульсов управления, накопительный конденсатор 7, выпрямительный мост 8, выключатель 9, делитель 10 капряжения, повышающий трансформатор 11, зарядный тиристор 1 2 с элементом 13 временной задержки, газоразрядную лампу 14, пороговый элемент 15, элемент И 16, задающий генератор 17, другой формирователь 18 импульсов управления и синхроконтакт 19.Первичная обмотка повышающего трансформатора 11 через выключатель 9, управляемый датчиком 4, подключена к сети, а вторичная обмотка через выпрямитель 8 подсоединена к аноду зарядного тиристора 2, катод которого подключен к накопительному конденсатору 7, а вход порогового элемента 15 подсоединен к средней точке делителя 10 напряжения. Выход порогового элемента 15 подключен к одному из входов элемента И 16, два других входа которого подключены соответственно к выходам элемента 13 задержки и задающего генератора 17. Выход элемента И 16 через формирователь 18 импульсов управления подключен к управляющему электроду зарядного тиристора 12. В устройстве применен импульсный автотрансформатор 3 (может быть также использован импульсный трансформатор) . В качестве датчика 4 горения лампы использован датчик тока лампы (может быть применена любая другая схема, контролирующая наличие дугового разряда в лампе) . Й качестве формирователей 6 и 18 импульсов управления использованы схемы с развязкой при помощи конденсаторов (может быть использована схема с выходным импульсным трансформатором или тиристорный оптрон) . Выходной импульс формирователя 6 может быть синхрокизирован выпрямлеккым сетевым напряжением. В качестве элемента 13 временной задержки использован ждущий мультивибратор (может быть применена любая схема задержки). В качестве порогового элемента 15 применен триггер Шмидта (может быть прменена любая схема сравнения постоянного напряжения делителя 10 с опорным напряжением). 6В устройств е применей с табилизированный по току источник 1 питания лампы в н рерывном режиме.В устройстве рименен накопительный конденсатор 7 (для обеспечения необходимой энергии вспышки может быть применена батарея накопительных к денсаторон, для получения определенной формы импульса разряда может применяться формирующий дроссель, в том числе и секционированный, разделяющий батарею на отдельные секции).Блок 2 поджига имеет выключатель, отключающий его после перехода лампы 4 в режим горения (дугового разря- у да) .Ограничение броска тока в первыймомент заряда полностью разряженногонакопительного конденсатора 7 осуществляется за счет собственной индуктивности повышающего трансформатора11 (может быть также применен индуктивный или активный балласт,установленный в зарядной цепи конденсатора, может быть также примененофазосдвигающее устройство, обеспечивающее плавное нарастание зарядноготока за счет открывания зарядноготиристора 1 2 на определенную, плавно возврастающую долю периода питающего напряжения).Устройство работает следующим об разом,При подаче сетевого напряженияна выходе источника 1 появляетсянапряжение подпитки (холостого хода), а на выходе блока 2 поджига -высоковольтное напряжение. При этомна лампу 14 через импульсный автотрансформатор 3 подается высоковольтный высокочастотный импульс,Лампа 14 пробивается и затем в нейначинается дуговой разряд, при этомвыходное напряжение источникападает до величины напряжения горения лампы. При переходе лампы 4 врежим горения блок 2 поджига выключается. Датчик 4 горения лампысрабатывает, при этом выключатель 9замыкается, и ка первичную обмоткуповышающего трансформатора 11 подается сетевое напряжение.На выходе выпрямительного моста8, подключенного к вторичной обмот-ке трансформатора 11, создаетсявыпрямленное напряжение, амплитудное значение которого на 20-253превышает напряжение заряда конденсатора 7. С делителя 1 О напряженияl 907на вход порсл оного элемента 15 подается напряжение, ниже его уровнясрабатывания. Элемент И 16 открыти импульсы от задающего генератора17 через формирователь 18 импульсовуправления подаются на управляющийэлектрод тиристора 12 и включаютего. Начинается заряд конденсатора 7.Задающий генератор 17 вырабатываетимпульсы с частотой, на порядок иболее превышающей частоту сети, поэтому тиристор 12 открывается наполную длительность каждого полупериода сетевого напряжения.При достижении напряжения заряданакопительного конденсатора 7 (которое выбирается ниже или равнымпредельно допустимому для данноготипа конденсаторов значению напряжения) сигнал с делителя 10 напряжения достигает уровня срабатыванияпорогового элемента 15. При егосрабатывании элемент И 16 закрывается и при ближайшем по времени переходе напряжения на выходе выпрямителя 8 через нуль тиристор 12 такжезакрывается.Во время ожидания вспышки конденсатор 7 разряжается за счет токовутечки сигнал на делителе 10 уменьшается, пороговый элемент 15 возвращается в первоначальное состояниеи тиристор 12 вновь включается припомощи элементов 16-18. Укаэанныйпроцесс обеспечивает стабилизациюнапряжения на конденсаторе 7. При а замыкании синхроконтакта 19 на выходе схемы 13 образуется импульс, закрывающий элемент И 16. Импульс навыходе элемента 13 начинается одновременно с началом импульсного электрического разряда в лампе 14, таккак через усилитель-формирователь 6по команде от синхроконтакта 19 разрядный тиристор 5 также включаетсяи начинается разряд в лампе 14. Призакрывании схемы 16 импульсы от задающего генератора 17 не поступаютк управляющему электроду зарядноготиристора 12 и при ближайшем по времени проходе напряжения на его анодечерез нуль тиристор 12 закроется.Таким образом, во время разряда конденсатора 7 на лампу 14 через разрядный тиристор 5 конденсатор 7 отключен от зарядной цепи и вспышка.создается только накопленной на немэнергией, В процессе разряда конденсатора 7 через разрядный тиристор 5 ток разряца уменьшается до величины,меньшей тока удержания тиристораво включенном состоянии, и он закроется. При этом накопительный конденсатор 7 отключается от лампы 14.Затем, после окончания задержки, элемент И 16 вновь откроется, и процесс заряда 7 повторится.Уровень стабилизированного напря 16 жения на конденсаторе 7 выбираетсяниже нли равным предельно допустимому значению и, в то же время, этотуровень на 20-507, меньше уровня напряжения на выходе выпрямителя 8.Это обеспечивает высокую скоростьзаряда конденсаторов даже в последней заключительной его стадии, таккак имеется значительная разностьпотенциалов между выходным напряжением выпрямителя и напряжением наконденсаторе 7, чем обеспечиваетсяпротекание значительного эаряднсртока.Стабилизация напряжения зарядад накопительного конденсатора 7 обеспечивает накопление на нем электрической энергии постоянной величины,что способствует созданию стабильныхпо энергии импульсных электрическихразрядов в лампе 14. (Изменение напряжения на конденсаторе 7 на 107влечет засобой изменение накоплен -ной энергии и, соответственно,энергии разряда, приблизительно на320 Ц. Дальнейшее повышение стабильности энергии световой вспышки обеспечивается при помощи элемента 13задержки путем отключения накопительного конденсатора 7 от цепи заряда46на время, не меньшее длительностив спьппки,Предлагаемое устройство для питания газоразрядной лампы может бытьприменено для освещения объекта внелрерывном режиме с наложением43вспышек для фотографирования. Большие преимущества дает применениеизобретения там, где имеется единственный световой вход, например вФотографических эндоскопах, когдана этот вход необходимо подаватьпостоянное освещение для наблюдения; поиска объекта фотографирования и наводки на резкость, а затемпроизводить световую вспьппку дляфф .обеспечения Фотографирования объекта.Использование изобретения позволяет повысить качество фотографирования и ускорить процесс фото9 90сьемки. Все это обеспечивает значительный экономический эффект, таккак позволяет экономить фотопленкуи фотобумагу. Особенно важно получение стабильных вспышек с высокойчастотой следования в тех областях,где недопустимы срывы, напримерпри медицинском эндоскопическомобследовании внутренних полостейчеловеческого тела, Применение высококачественного освещения сокращает время, затрачиваемое для обследования, что уменьшает вероятностьтравмирования пациента,Формула изобретенияУстройство для питания газоразрядной лампы, содержащее источник питания постоянного тока, блок поджига, импульсный трансформатор поджига, накопительный конденсатор, разрядный тиристор, выпрямительный мост, выключатель и блок управления, включающий в себя задающий генератор, формирователи импульсов управления, синхроконтакт и датчик горения лампы, причем источник питания постоянного тока входом подключен к выводам для присоединения к сети переменного тока, а выходом через импульсный трансформатор поджига соединен с выводами для подключения газоразрядной лампы, первичная обмотка импульсного трансформатора поджига подключена к выходу блока поджига, вход которого подключен к выводам для присоединения к сети переменного тока, выпрямительный . мост установлен последовательно в 7884 Оцепи заряда накопительного конденсаттора, обкладки которого подключенык выводам источника питания постоянного тока через разрядный тиристор, управляющий электрод которого через формирователь импульсовуправления подключен к синхооконтакту, вход датчика горения лампы подключен к цепи тока лампы, а выходсоединен с управляющим входом выключателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения эффективностионо снабжено повышающим трансформатором, делителем напряжения, зарядным тиристором, элементом временнойзадержки, пороговым элементом и элементом И с тремя входами и однимвыходом, причем повышающий трансформатор вторичной обмоткой подключен квходу выпрямительного моста, а первичной через выключатель соединен свыводами для подключения к сети переменного тока, вход делителя напряжения подключен параллельно накопительному конденсатору, а выходподключен к входу порогового.элемента, выходом соединенного с одним извходов элемента И, другой вход которого подключен к выходу задающегогенератора, третий вход соединен через элемент временной задержки ссинхроконтактом, а выход элемента Ичерез формирователь импульсов управления подключен к управляющему электроду зарядного тиристора.35Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. "Техника кино в и телевидения",1977, Р 1, с. 30-39.402. Патент США Ф 3805112,кл, 315-160, 05.07.74.