Электронный балласт для разрядной лампы (его варианты)

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 191 Ш Р,ЕТЕ И АТЕНТУ Ви ектри972,(54) ЭЛЕКТРОННЬ НОЙ ЛАМПЬ (КГО (57)"Йзобретен ти электротехн ласт для разря АЗ 1 И БАЛЛАСТ ДЛЯВАРИАНТЫ)е относится кки. Электроднь ной лампы сод обласй бал- ержит ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО) А Н 05 В 41/24, 41/2 источник постоянного тока, запускающий трансформатор 3 с первичной обмоткой 4 и базовыми обмотками 5 и 6,катущкой 7 индуктивности, разряднуюлампу 8, зажигающий конденсатор 9,реэойансные конденсаторы 10, 11,диоды 12-17, 21, конденсатор 18фильтра, Магнитопровод, переменныйрезистор 23, конденсатор 24, однопереходной транзистор 25, постоянныйрезистор 26, транзисторы 1, 2, тиристор 22. Регулирующая схема гальвапически изолирована от электронногобалласта. Диоды 12, 13 предназначены для уменьщения сводного токапри их переключении, а диоды 14,15 - для прохождения тока катушки 7индуктивности, когда оба транзистора 1, 2 находятся в выключенном состоянии. Электронный балласт имеетсниженный уровень радиопомех. 2 с.и 4 з.п. ф-лы, 3 ил,Изобретение относится к электро" технике, конкретно к пускорегулирующей аппаратуре люминесцентных ламп, и может быть использовано при соз" дании экономичных осветителей с малым уровнем радиопомех в осветительных установках широкого проАиля.Цель изобретения - снижение уровня радиопомех, ускорение процесса 10 включения и повышение стабильности работы разрядной лампы.11 а Фиг. 1 показана схема элек" тронного балласта для разрядной лампы; на фиг. 2 - электронный балласт, 15 снабженный регулятором уровня свето- вого потока, первый вариант; на Фиг. 3 - то же, второй вариант.Для упрощения изложения принципа действия устройств на Аиг, 1"3 изоб раженытолько необходимые с точки, зрения работы элементы измерения идентичных элементов.Устройство содержит (Аиг. 1) транзисторы 1 и 2, запускающий трансАор матор 3 с первичной обмоткой 4, ба" зовыми обмотками 5 и 6, катушкой 7 индуктивности, разрядную лампу 8, зажигающий конденсатор 9, резонансные конденсаторы 10 и 11, диоды 12- 3 О 17, конденсатор 18 Аильтра, магии" топровод 19 (Аиг. 2), дополнительную обмотку 20 запускающего трансАорматора, диод 21, тиристор 22, переменный резистор 23, конденсатор 24, однопереходной транзистор 25, постоянные резисторы 26 и 27 (Аиг. 3).В устройстве по Фиг. 1 балласт соединен с магистралями переменного 40 тока посредством блока 28, состоящего иэ радиочастотного Фильтра, преобразователя тока магистралей и выпрямителя 29.Рысокочастотный генератор, состо" 45 ящий из транзисторов 1 и 2, запускающего трансФорматора 3, диода 12 и 13, подключен к шинам питания, при этом базовые обмотки соединены с базами соответствующих транзисторов, первый вывод первичной обмотки запускающего трансАорматора соединен с коллектором транзистора 2 через диод 12 с эмиттером первого транзистора и с точкой соединения диодов 14 и 15 а вторым выводом - с резонансной55 системой, состоящей из последовательно соединенных катушки 7 индуктивности, разрядной лампы 8 с задающим конденсатором 9 и резонансных конденсаторов 10 и 11, параллельно которым включены диоды 16 и 17, вторые выводы резонансных конденсаторов подключены к шинам питания.Регулятор уровня освещенности, подключаемый к дополнительной обмотке 20 запускающего трансАорматора, состоит из диода 21, тиристора 22, однопереходного транзистора 25, конденсатора 24, переменного 23 и постоянных 26 и 27 резисторов, При этом анод тиристора соединен первой базой однопереходного транзистора, первым выводом переменного резистора 23 и через диод 21 - с первым выводом дополнительной обмотки, а катод соединен с вторым выводом дополнительной обмотки 20 и через конденсатор " с эмиттером однопереходного транзистора и первым выводом постоянного резистора 26, Фгорой .вывод которого соедИнен с вторым выводом переменного резистора 23, управляющий электрод тиристора соединен с второй базой однопереходного транзистораУстройство работает следующим образом.Конденсатор 18 Аильтра закрывает" ся через выпрямитель до напряжения питания схемы. В резонансной автоколебательной схеме в течение первого полупериода ток начинает протекать через оба резонансных конденсатора 10 и 11, на электрод лампы 8, а отсюда через нити накала лампы 8 - на конденсатор 9, .катушку 7 индуктивности, первичную обмотку запускающе" го трансАорматора и проводящий транзистор 2. В колебательной системе конденсаторы 10 и 11 соединены параллельно, а конденсатор 9 соединен последовательно с ними, Для того, чтобы конденсатор 9 определял начальную частоту для разрядной лампы 8, большую, чем рабочая частота, его емкость должна составлять 1/2 - 1/4, предпочтительно 1/3, суммарной емкости конденсаторов 10 и 11. По мере заряда конденсатора 9 ток в колебательной системе начинает уменьшаться и напряжение, наведенное в базовых обмотках 5 и 6 запускающего тран" сАорматора 3, переключает транзистор 2 в непроводящее состояние, открывая при этом транзистор 1. Ток начинает течь в противоположном направлении до тех пор, пока напряжение заряда45 конденсатора 9 снова не ограничитток для изменения направления.При таком режиме работы Форма тока, прбтекающего в системе, щрибли-,.5жается по Форме к синусоидальнойи ток, протекаюг:,ий через транспортеры, в момент переключения стремитсяк нулю,Ток, протекающий через конденсатор 9, нагревает нити накала катодов лампы Я,.В случае применения лампы с холодным катодом он включаетсяпараллельно конденсатору 9, Когдалампа 8 зажигается, ее резистинный 15импеданс подключается параллельноконденсатору 9. Частота резонайснойсистемы существенно уменьшается посравнению с начальной частотой,так как теперь резонансная частотав основном определяется величинойконденсаторон 10 и 11. Однако ток,необходимый для нагрева нитей накалалампы 8, по-прежнему протекает черезконденсатор 9. 25Ввиду уменьшения сопротивлениялампы Я напряжение в точке соединенияконденсаторов.10 и 11 не осталосьбы стабильньм, если параллельно имне были бы включены диоды 16 и 17.Дпя стабилизации достаточно включения одного диода 16 или 17.Ксли напряжение стремится увеличиться, излишняя мощность отводитсяот резонансной системы через диоды с35возвратом на конденсатор 18 Фильтра,Энергия, заряжающая конденсаторы10 и 11 во времени каждого полупериода, точно нормирована и напряжениестабилизируется.40Выбор соответствующего соотношения между конденсаторами 9 и соответственно 10 и 11 ограничивает начальное напряжение, что продлеваетсрок службы лампы. Предпочтительновыбирать емкость конденсаторов 1 Ои 11 одинаковыми, чтобы ток нагрузкиили так называемый пульсирующий токконденсаторов был одинаков во времяобоих полупериодов, что являетсяоптимальным с точки зрения возникновения радиопомех и потерь в конденсаторе Фильтра 1 Я,Когда лампа не зажжена, ток протекает через ламповые нити накала и55зажигающий конденсатор 9. При этомсоотношение между индуктивностью ка"тушки 7 и емкостями конденсаторов9 - 11 становится так близко к условию резонанса, что высокое зажигающее напряжение на конденсатор 9 быстро и надежно осуществляет запуск лампы 8, Когда лампа зажжена, резонансный ток течет через параллельную комбинацию лампы Я и конденсатора 9 и ток зажигания через конденсатор 9 уменьшается. Иуитиронание лампой Я конденсатора 9 приводит к тому, что резонансные условия изменяются, Происходит снижение частоты колебаний до рабочей частоты. Однако, управление транзисторамп 1 и 2, зависящее от колебательных условий резонансной цепи, осуществляется таким образом, чтобы не дать резонансной схеме достичь ее резонансной частоты, что привело бы к выходу ее из строя.Б случае, если уровень светового потока лампы 8 регулируется в сторону его снижения эа счет увеличения частоты переключения транзисторных переключателей 1 и 2, ток нити накала протекающий через конденсатор 9, увеличивается, а лампа 8 не вьгключается даже при низких величинах уровня светового потока.Дополнительная вторичная обмотка 20 (Фиг. 2) выполнена на магнитопроводе 19 трансФорматора 3 базового смещения с целью управления световым, потоком лампы 8. Параллельно обмотке 20 подключена цепь тиристора 22 с диодом 21 для замыкания ее накоротко в течение каждого полупериода,Гхема управления, включающая резисторы 23 и 26, конденсатор 24,транзистор 25, подключепа к управляющему электроду тиристора и работаетследующим образом,Через диод 21 и переменный резистор 23 конденсатор 24 заряжается вовремя каждого полупериода со скоростью, определяемой величиной переменного резистора 23Когда конденсатор 24 нарядится, однопереходной транзистор переключается н проводящее состояние и Формируется запускающее напряжение для переключения тиристора 22 в пронодящее состояние. Так как вторичная обмотка 20оказывается короткоэамкнутой, напряжение базового смещения с обмоток 5и 6 соответственно уменьшается инапряжение смещения транзистора 1или 2, проводящего ток но время соответствующего полупериода, мгновенно реверсируется. Это происходитот того, что коллекторный ток лучшепроходит через базу, нежели черезэмиттер, вследствие ниэкого напряжения на базе, Затем соответствующий.транзистор быстро выключается в не"проводящее состояние. Это уменьшение длительности базового тока одного из транзисторов определяет некоторую рабочу частоту в резонанснойсхеме. Возрастающая частота приводит к тому, что катушка 7 индуктивности создает большее сопротивлениепротекающему току. При понышеннойчастоте ток конденсатора 9 увеличи"вается. На основании изложенного токлампы дневного света снижается, чтоприводит к уменьшению светового потока и одновременно увеличиваетсямощность нити накала на электродахлампы, что предотвращает воэможностьвыключения лампы при малых величинахуровня снетоного потока.В этом варианте нключение токапроисходит и во время части другогополупериода вследствие того, чтосердечник 19 трансформатора базовогосмещения насьпцается, так как рабочаяточка на кривой гистерезиса сердечника сдвигается н другую областьнасыщения кривой под действием тока,идущего по обмотке 20,Недостаток описанного принципарегулирования заключается в том, чтоего эффективность снижается при сни"женин уровня светового потока, УказаРного недостатка лишен вариант "принципа регулирования, осуществленного по схеме, изображенной наФиг, 3,Вариант, показанный на фиг. 3,отличается от варианта, изображенного на. Фиг. 2, только в том, чтокасается выполнения трансформаторабазового смещения. В этом случаеиспользуются те же номера позиций,а ссылки делаются на описание режима работы устройства, изображенного на Фиг, 2.Оба транзистора 1 и 2 снабженыотдельными трансформаторами 3.1 и3.2, первичные обмотки 4,1 и 4.2которых соединены последовательно споследовательной резонансной схемой,Вторичная обмотка 5 трансформатора3.1 управляет переключением тран"эистора 1, а вторичная обмотка 6трансформатора 3,2 контролирует тран"Б 10 15 20 25 30 35 40 45 1. Электронный балласт для разрядной лампы, содержащий генератор, соединенный с источником постоянного тока, причем генератор содержит два тиристора и запускающий трансформатор, первый вывод первой базовой обмотки которого соединен с базой первого транзистора, а второй вывод первой базовой обмотки соединен с ,первым выводом первичной обмотки запускающего трансформатора, эмиттером первого.и коллектором второго транзистора, первый вывод второй ба 5055 зистор 2. Дополнительная обмотка20, к которой подключается регулятор светоного потока, имеется только на сердечнике трансформатора 3.1.На транзистор 2, который не регулируется, поступает достаточный токбазы, который вследствие величинытока н момент выключения оказывается малым благодаря резонансной схеме. Управляемый базовый ток транзистора оказывается резко отрицательнымв момент выключения, что заметноуменьшает потери при переключении,ЭПотери на транзисторе также снижаются по сравнению со случаем использования одного трансформатора базового смещения. В режиме работы устройства, показанного на фиг, 3,также снижается рабочая частота, чтопринодит к уменьшению потерь переключения.В обоих нарйантах регулирующаясхема гальнанически изолирована отэлектронного балласта.Диоды 12 и 13, нключенные в эмиттерные цепи трансформаторон 1 и 2,предназначены для уменьшения сводного тока при их переключении, а предохранительные диоды 14 и 15 предназначены для прохождения тока катушки 7 индуктивности, когда обатранзистора 1 и 2 находятся н выклю-,ченном состоянии.Посредством радиочастотного Фильтра радиочастотные помехи, создаваемые электронным балластом, Фильтруются и не доходят до линейных проводов. Преобразователь тока магистралей является блоком, который электронным способом или посредствомфильтрующих компонентов Формируетток, по Форме приближающийся к синусоидальному,Формула изобретения.45787вовой обмотки соединен с базой второго транзистора, а второй выводс отрицательной шиной питания и с , эмиттером второго транзистора, коллектор первого транзистора соединен с положительной шиной питания, .второй вывод первичной обмотки запускающего трансФорматора через катушку индуктивности соединен с первым вы водом первого катода разрядной лампы, второй вывод которого соединен через зажигающий конденсатор с первым выводом второго катода разрядной лампы, второй вывод которого соеди нен с точкой соепинения первого иФ второго конденсаторов, противоположные обкладки которых соединены с разноименными шинами питания, причем параллельно конденсаторам вклю чены диоды, при этом точка соединения конденсаторов подключена к аноду первого и катоду второго диодов, а катод первого и анод второго дио" дов соединены с положительной и от рицательной шинами питания соответственно, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения уровня радиопомех, ускорение процесса включения при повышенной стабильности ЗО работы разрядной лампы, в него дополнительно введень третий и четвертый диоды, причем анод третьего диода соединен с эмиттером первого транзистора и катодом четвертого диода, а катод - с коллектором первого тран" зистора, анод четвертого диода соединен с отрицательной ниной питания, к шинам питания подключен конденсатор Фильтра, причем величина емкос О ти зажигающего конденсатора выбирается из соотношения С = Г1 12 4 Г45 где (: - величина емкости зажигаю 3щего конденсатора;(: - суммарная емкость равныхпо величине емкостей первого и второго конденсаторов.2. Балласт по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что диод включен параллельно первому или второму конденсатору,3, Балласт по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что запускающий трансФорматор снабжен дополнительной обмоткой, к которой подключен блок управления освещенностью состоящии 21 из тиристора, одноперехадцого транзистора диода, конденсатора, постоянного и переменного резисторо;: прц. чем анод диода соедицец с первым выводом дополнительной обмотки, а катод - с анодом тиристора, второй базой однопереходного транзистора и первым выводом переменного резистора, второй вывод которого годключен через постояннья 1 резистор к эмцттеру однопереходного транзистора и одной из обкладок конденсатора, вторая обкладка которого соединена с катодомтиристора и вторым выводом дополниФтельной обмотки, а первая база одно- переходного транзистора подключена к управляющему электроду тирпстора.Электронньй балласт для разрядной лампи, содержащий гецератор, соединенный с источником постоянного тока, причем генератор содержит два транзистора и запускающий трансФорматор, первый вывод базовой обмотки которого соедицен с базой второго транзистора, а второй вывод - с отрицательной шиной питания, первый вывод первичной обмотки трацсФорматора соединен с коллектором второго транзистора и эмиттером первого транзистора, при этом коллектор первого и эмиттер второго транзистора соединены с положительной и отрнцг.тельной нинами питания соответственно, резонанснул систему, катушка ицдуктивнос" ти которой соединена с первым выводом первого катода разрядной лампи, второй вывод которого соединен через зажигающий конденсатор с первым выводом второго катода, второй вывод которого соединен с точкой соединения первого и второго конденсаторов, противоположные обкладки которых соединены с разноименными нинами питания, причем параллельно конденсаторам включены диоды, точка соединения конденсаторов подключена к аноду первого и катоду второго диодов а катод первого и анод второго диодов соединены с положительной и отрицательной шинами питания соответственно, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сццже ния уровня радиопомех, ускорение процесса включения прн повышенной стабильности работи разрядной лампы, введен второй запускающий трацсФорматор, первый вывод базовой обмотки которого соединен с базой перво1457821 10 1 32 4 Р 9го транзистора, а второй вывод ба-.зовой обмотки подключен к коллектору второго транзистора,. первый вывод первичной обмотки второго за 5 пускающего трансформатора соединен с вторым выводом первичной обмотки первого запускающего трансформатора, второй вывод первичной обмотки второго запускающего трансформатора 10 соединен с вторым выводом катушки индуктивности, а также введены третий и четвертый диоды, причем анод третьего и катод четвертого диодов объединены и соединены с коллекто ром второго транзистора, а катод третьего и анод четвертого диодов соединены с положительной и отрицательной шинами питапю соответственно, параллельно шинам питания подключен кочденсатор фильтра, причемвеличина емкости зажигающего конденсатора выбирается из соотношения где С - величина емкости зажигающего конденсатора;С - суммарная емкость равных Зопо величине емкостей первого и второго конденсаторов,5. Балласт по п. 4, о т л и ч аю щ и й с я тем, что диод включен параллельно первому или второму конденсатору.6. Балласт по п, 4, о т л и ч аю щ и й с я тем, что второй запускающий трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, к которой подключен блок управления освещенно-стью, состоящий из тиристора однопереходного транзистора, диода, конденсатора, первого и второго постоянных и переменного резисторов, причем анод диода соединен с первым выводом дополнительной обмотки второго трансформатора, а катод - с анодом тиристора, второй базой одно- переходного транзистора и первым выводом переменного резистора, второй вывод которого через первый постоянный резистор соединен с эмит" тером однопереходного транзистора и одной из обкладок конденсатора другая обкладка которого соединена с катодом тиристора, вторым выводом дополнительной обмотки второго запускающего трансформатора и через второй постоянный резистор - с первой базой однопереходного транзистораи управляющим электродом тиристора,1457821 актор А. ро венног 113035 нно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ронзво Заказ 7495/59 ВНИИПИ о-удар Составитель М. КаменскийТехред Л.Олийнык Корректор М, Демч Тираж 770 Подписноеомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС осква, Ж, Раушская наб., д. 4/5