Устройство для зажигания газоразрядной лампы

О П И С А Н И Е (1)944173ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик(23) Приоритет до делам изобретений и открытнйДата опубликования описания 18.07,82 Т;Н. Егоров, Л,Л, Игнатьев, М.Е. Клыков, В,М,Кабанович, О,Н, Логунова и С,И. Штефан(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский, проектео-конструкторский и технологический светотехническийинститут(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЖИГАНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНОЙЛАМПЫ 1Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля зажигания газоразрядных ламп высокого давленуя.Известно устройство для зажигания5газоразрядных ламп высокого давления,содержащее последовательно соединенные с балластным дросселем генератор.импульсного напряжения, состоящий иэтокоограничивающего резистора и накопительного конденсатора, зашунтированного последовательно соединеннымитиристором и первичной обмоткой импульсного трансформатора (автотрансформатора) 1 1,15Однако при незажигании лампы покакой-либо причине устройство работа-ет в режиме непрерывной генерацииимпульсов, что приводит к повышенному уровню радиопомех, к значительномуконагреву токоограничивающего резистора и, следовательно, к увеличениюего габаритов, стоимости, а также кснижению срока службы устройства. 2Наиболее близким к изобретению по техническому решению является устройство для зажигания газоразрядных ламп высокого давления, содержащее подсоединенный к балластному дросселю генератор импульсного напряжения и реле времени, причем в качестве генератора импульсного напряжения используется последовательно соединенные токоограничивающий резистор, накопительный конденсатор и первичная обмотка импульсного трансформатора, при этом накопительный конденсатор и первичная обмотка трансформатора зашунтированы тиристором, между анодом и управляющим электродом которого включено реле времени, в качестве которого служат последовательно соединенные позистор и дополнительный резистор, причем позистор находится в тепловом контакте с токо- ограничивающим резистором генератора импульсного напряжения. 3 счет введения позистора, устройство при не9441 3зажигании лампы работает в режиме прерывистой генерации, чем обеспечивается ограничение температуры токо- ограничивающего резистора и снижение уровня радиопомех 21.Однако при работе позистора в цепи переменного тока характеристика переключения данного устройства обладает слабым гистерезисом, что является причиной весьма незначительного изменения температуры, а, следовательно, и сопротивления позистора в режиме прерывистой генерации, это приводит к тому, что число импульсов в серии не превышает 1-2 вместо 5- 10 первоначальных, необходимых для надежного зажигания лампы. Таким образом, известное зажигающее устройство не обеспечивает надежного зажигания лампы, Кроме того, режим прерывистой генерации импульсов лишь в незначительной степени уменьшает уровень радиопомех и в незначительной степени увеличивает срок службы зажигающего устройства и может быть рекомендован лишь при попытке зажечь . лампу при ее остывании после горения и кратковременного аварийного сброса напряжения питания. Время остывания лампы, как известно, составляет 15- 20.мин. В случае, когда лампа вышла из строя или произошло самовывинчивание ее из патрона, режим прерывистой геиерации импульсов должен быть заменен режимом полного отсутствия генерации импульсов и возобновлением режима генерации только при наличии электрического контакта в патроне лампы или замены вышедшей из строя лампы, Таким образом, данное зажигающее устройство не обеспечивает существенного увеличения срока службы устройства и уменьшений уровня радиопомех,Цель изобретения - повышение на- дежности зажигания лампПоставленная цель достигается тем,50 что устройство для зажигания импульсной газоразрядной лампы,. содержащее дроссель импульсный трансформатор поджига, накопительный конденсатор, тиристор, резистор связи, позистор, времязадающий конденсатор и зарядный резистор, имеющий тепловой контакт спозистором, причем зарядный резистор,накопительный конденсатор, первичнаяи вторичная обмотки трансформатораподжига соединены последовательно иподключены к выводам для присоедине 3ния электродов газоразрядной лампы и к одному из выводов для подключения к сети переменного тока, а дроссель включен в цепь между другим выводом для подключения к сети переменного тока и другим выводам для подключения газоразрядной лампы, тиристор подключен параллельно, накопительному конденсатору и первичной обмотке импульсного трансформатора поджига, а резистор связи включен в цепь управления тиристором, катод которого соединен с одной из обкладок времязадающего конденсатора, снабжено двумя выпрямительными диодами, двумя динисторами, двумя разделительными диодами, делителем напряжения, состоящим из двух резисторов и позистора, другим времязадающим конденсатором и другим зарядным резистором, причем другой зарядный резистор, один из выпрями- тельных диодов, стабилитрон, один из динисторов и резистор связи соединены в последовательную цепь, подключенную к аноду и к управляющему электроду тиристора, другая обкладка времязадающего конденсатора подключена к аноду одного из динисторов и к аноду одного из разделительных диодов, катод которого через другой динистор соединен с катодом тиристора, с одной из обкладок другого времязадающего конденсатора и с выводом плеча делителя напряжения, состоящего резистора и позистора, вывод другого плеча делителя напряжения подключен к другой обкладке другого времязадающего конденсатора и через другой выпрямительный диод к катоду стабилитрона и к катоду одного из выпрямительных диодов, выход делителя напряжения через позистор и другой разделительный диод подключен к аноду другого динистора, а другой позистор имеет тепловой контакт с вторичной обмоткой импульсного трансформатора поджига.На чертеже представлена принципиальная схема устройства.Устройство содержит дроссель 1, подключенный одним выводом к выводу 2 для подключения к сети переменного тока, а другим выводом соединен с анодом тиристора 3 с резистором 4, с выводами первичной 5 и вторичной 6 обмоток импульсного трансформатора поджига, другой вывод вторичной обмотки которого соединен с выводом 7для подключения газораэрядной лампы 8, а другой вывод 9 для подключения5 Ч 441736 гаэоразрядной лампы 8 соединен с зарядным резистором 10 и с выводом 11для подключения к сети переменноготока. Другой вывод зарядного резистора 10 соединен с обкладкой накопительного конденсатора 12, с катодомтиристора 3, с обкладкой времязадающего конденсатора 13, с катодом динистора 14, с резистором 15 делителянапряжения и с обкладкой другого времязадающего-конденсатора 16, соединенного другой обкладкой с резистором 17 делителя напряжения, подключенным другим выводом к выводам поэисторов 18 и 19, а другой вывод позистора 19 подключен к резистору 15,Другой вывод позистора 18 через разделительный диод 20 подключен к анодудинистора 14 и к катоду другого разделительного диода 21, анод которогоподключен к другой обкладке времязадающего конденсатора 13, соединеннойчерез динистор 22 и резистор 23 связи с управляющим электродом тиристора 3, а через стабилитрон 24, ивстречно включенный выпрямительныйдиод 25 к другому выводу зарядногорезистора 4. Катод выпрямительногодиода 25 подключен черезсогласновключенный другой выпрямительный диод 26 к другой обкладке конденсатора 16.Устройство работает следующим образом Как только генерация импульсов прекращается, начинает остывать резистор 10 и находящийся с ним в тепловом контакте позистор 19, напряжеПри подключении выводов 2 и 11 к сети питания накопительный конденсатор 12 заряжается по цепи: балластный дроссель 1 - первичная обмотка 5 импульсного трансформатора - накопительный конденсатор 12 - резистор 10- до момента, когда напряжение на конденсаторе 12 достигает значения, равного напряжению пробоя стабилитрона 24, Стабилитрон 24 пробивается, обеспечивания заряд конденсатора 13 по цепи:, дроссель 1 - резистор 4 - диод 25 - до момента отпирания динистора 22, а, следовательно, и тиристора 3. В момент отпирания тиристора 3 конденсатор 12 разряжается через первичную обмотку 5 импульсного трансФорматора по колебательному закону, генерируя затухающий импульс напряжения. В результате этого на вторичной .обмотке 6 импульсного трансформатора. индуцируется импульс высокого напряжения, который попадает на вывод 7 для подключения лампы 8. После разряда конденсатора 12 он снова эаряжа о 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 ется и процесс генерации импульсов повторяется. Параметрами резистора 10, конденсатора 12 и стабилитрона 24 подбирается такой режим, при котором тиристор 3 отпирается при напря-, жении на нем, составляющем 75-85/ от амплитудного значения напряжения сети.Одновременно с этим процессом через резистор 4, диоды 25 и 26 во время положительной полуволны сетевого напряжения происходит заряд конденсатора 16 почти до амплитудного значения напряжения сети. В начале работы устройства позисторы 18 и 19 холодные и их сопротивления не превышают единиц - десятков Ом. Величина емкости конденсатора 16 выбирается таким образом, чтобы напряжение на нем практически не падало во время отрицательной полуволны напряжения сети. Параметры делителя, состоящего иэ резистора 17, поэистора 19 и резистора 15 выбраны таким образом, цто напряжение на выходе делителя напряжения пока выпрямительный диод 25 холодный, мало и недостаточно для отпирания динистора 14. Если лампа "нормальная" и зажигается эа время, оговоренное технической документацией на нее, то выпрямительный диод 25 не успевает нагреться за это время до точки Кюри, напряжение на лампе после ее зажигания падает и генерация импульсов прекращается, так как напряжение пробоя стабилитрона 24 выше напряжения горения лампы 8.Если же лампа 8 долго не зажигается по причине выхода ее иэ строя или при самовывинцивании нормальной лампы из патрона, позистор 19 нагревается до точки Кюри, сопротивление его резко возрастает до нескольких десятков кОм и напряжение на выходе делителя скачком увеличивается до значения, достаточного для отпирания динистора 14, При этом сопротивление позистора 18 мало; так как находясь в тепловом контакте с холодной вторичной обмоткой 6 импульсного трансФорматора 4, он остается холодным.Динистор 14 отпирается, шунтирует через диод 21 конденсатор 13, что приводит к прекращению генерации импульсов напряжения.нистора 14. Генерация импульсов возобновляется, причем в результатескачкообразного запирания динистора14 число импульсов в пакете при повторной генерации равно числу импульсов, как при первоначальной генерации. Процесс повторяется до тех пор,пока вместе с лампой 8 не остынетвторичная обмотка 6 импульсного трансформатора и поэистора 18. Таким образом, до того момента, т,е, пока лампа 8 остается горячей, устройствоработает в режиме прерывистой генерации.Как только сопротивление поэистора 18 снизится до "холодного" значения, при очередном возрастании напряжения на выходе делителя и отпираниядинистора 14, последний уже не запирается, так как ток в цепи: позистор18 - диод 20 - больше .тока удержаниядинистора 14. Если лампа 8 к этомумоменту не зажглась, а это означает,что она вышла иэ строя, устройствопрекращает генерацию импульсов напряжения. В случае, если лампа 8 невышла из строя, то она зажигается наодном из интервалов генерации импульсов,Устройство осуществляет генерациюимпульсного напряжения в один полупериод сетевого напряжения, Принципиально работа устройства не,изменяется, если вместо выпрямительныхдиодов 25 и 26 включить выпрямитель-.ный двухполупериодный мост. В этомслучае генерация импульсов происходит в оба полупериода сетевого напряжения, и надежность зажигания лампеще более увеличивается,Кроме того, в качестве индикатораизменения напряжения зажигания лампыможно использовать датчик температуры,напрмер поэистор, разместив его втепловом контакте либо с колбой лампы, либо внутри патрона.В качестве. индикатора изменениянапряжения зажигания лампы можно использовать также датчик давления,размещаемый внутри горелки лампы илидатчик состава наполнения, размещаемый также внутри горелки.Экономический эффект при использовании изобретения достигается засчет уменьшения эксплуатационных расходов. 30 Формула изобретенияУстройство для зажигания газоразрядной лампы, содержащее дроссель,7 94417ние на выходе делителя напряжения придостижении температуры позистора 19точки Кюри скачком падает, однакосоотношение суммарного сопротивленияхолодного позистора 19, резистора 15,с одной стороны, и холодного позистора 18, с другой стороны, выбранотаким образом, что ток от заряженного конденсатора 16, протекая по цепи:резистор 17 - позистор 18 - диод 20 - 1 одинистор 14,- остается большим токаудержания динистора, и последний остается открытым, шунтируя, конденсатор 13, Генерации импульсов нет, Если лампу 8 заменить, для чего необходимо отключение устройства от сети,то при повторном включении сети генерации импульсов возобновляется,Если лампа зажглась, горела и произошел аварийный сброс напряженияго.сети и повторное его включение, толампа гаснет, оставаясь горячей, и незажигается пока не остынет, При этомпозистор 18, являясь индикатором изменения напряжения зажигания лампы8, находится в тепловом контакте свторичной обмоткой б импульсноготрансформатора, которая нагреваетсярабочим током лампы при ее горениии, следовательно, нагревает позистор 18. Температура позистора 18 приэтом выше точки Кюри, следовательносопротивление его составляет несколько десяТков кОм. При затухании лампывторичная обмотка 6 остается некото 35рое время нагретой, Тепловая постоянная времени трансформатора 4 выбирается равной или большей в 1:4-2 разатепловой постоянной времени лампы 8.Если теперь устройство подключить ксетевому напряжению, начнется генерация импульсного напряжения, посколькупозистор 19 холодной и напряжение навыходе делителя напряжения недостаточно для отпирания динистора 14, Нолампа 8 не зажигается, пока она горячая. Через определенное время (12 мин) нагреваются резистор 10 и позистор 19, а напряжение на выходе делителя напряжения возрастает до напряжения отпирания динистора 14, конденсатор 13 в результате зашунтирован игенерация импульсов прекращается,После остывания резистора 10 и соответственно позистора 19 динистор 1455закроется, поскольку ток в цепи: позистор 18 - диод 20, мал из-за высокогозначения сопротивления горячего позистора 18 и меньше тока удержания диимпульсный трансформатор поджига,накопительный конденсатор, тиристор,резистор связи, позистор, конденсатори зарядный резистор, имеющий тепловой контакт с позистором, причем зарядный резистор, накопительный конденсатор, первичная и вторичная обмотки трансформатора поджига соединены последовательно и подключены квыводам для присоединения электродов огаэоразрядной лампы и к одному извыводом для подключения к сети пере -менного тока, а дроссель включен вцепь между другим выводом для подключения к сети переменного тока идругим выводом для подключения газоразрядной лампы,тиристор подключенпараллельно накопительному конденсатору и первичной обмотке импульсного трансформатора поджига, а резис- втор связи включен в цепь управлениятиристором, катод которого соединенс одной из обкладок времязадающегоконденсатора, о т л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью повышения надежности зажигания лампы, оно снабжено двумя выпрямительными диодами,двумя динисторами, двумя разделительными диодами, делителем напряжения, состоящим из двух резисторови позистора, другим времязадающимконденсатором и другим зарядным резистором, причем другой зарядный резистор, один из выпрямительных дио 73 10дов, стабилитрон, один из динисторов и резистор связи соединены в последовательную цепь, подключенную к аноду и к управляющему электроду тиристора, другая обкладка время- задающего конденсатора подключена к аноду одного иэ динисторов и к аноду одного из разделительных диодов, катод которого через другой динистор соединен с катодом тиристора, с одной из обкладок другого времяэадающего конденсатора и с выводом плеча де" лителя напряжения, состоящего из ре" эистора и позистора, вывод другого плеча делителя напряжения подключен к другой обкладке другого времязадающего конденсатора и через другой выпрямительный диод - к катоду стабилитрона и к катоду одного из выпрями- тельных диодов, выход делителя напряжения через.поэистор и другой резделительный диод подключен к аноду другого динистора, а другой позисторимеет теловой контакт с вторичной обмоткой импульсного трансформатора поджига.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Сборник, Тезисы докладов 111 Республиканской конференции молодых специалистов по светотехнике и источникам света. Саранск, 1974, с. 30-34.2. Авторское свидетельство СССР й 539392, кл . Н 05 В 41/392, 13.06.74.944173 Составитель Л, ШиловВоловик Техред 3. Палий Корректор оль 4еда ка д;4 ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 862 НИИПИ Госу по делам 035, Москв Подписноественного комитета СССРобретений и открытийЖ, Раушская наб