Устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп низкого давления

 

Изобретение относится к осветительной технике, а именно к устройствам для высокочастотного питания газоразрядных ламп низкого давления. Устройство содержит последовательно соединенные сетевой фильтр 1, двухполупериодный выпрямитель 2 и полумостовой инвертор 3, конденсатор 4, подключенный к выходу двухполупериодного выпрямителя, автотрансформатор 5 с обмотками 6-8, конденсаторы 9-11 и газоразрядную лампу 12. Изобретение обеспечивает снижение энергозатрат за счет компенсированного накала электродов, исключает перегрузку силовых ключей без применения схем защиты от короткого замыкания, тем самым упрощает конструкцию, повышая надежность и снижая стоимость устройства. 1 ил.

Изобретение относится к осветительной технике, а именно к устройствам для высокочастотного питания газоразрядных ламп низкого давления.

Известно устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп, содержащее выпрямитель с фильтром, полумостовой инвертор и узел зажигания лампы (Peter W. Wood, Gerry Limjuco. Simple Electronic Ballast Using IR 2151/52/55 Control les. "Control Integrated Circuit Designers Manual." 1996. Printed USA. ) Недостатком этого устройства является большой ток, создаваемый узлом зажигания, что может вызвать отказ силовых ключей инвертора в случае, если лампа не зажигается.

Наиболее близким техническим решением к данному является устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп низкого давления (Патент РФ N 2030131, кл. H 05 B 41/29, 27.02.95. Бюл. N 6 ), содержащее сетевой фильтр, двухполупериодный выпрямитель, полумостовой инвертор, узел зажигания лампы и узел защиты инвертора от превышения тока, возникающего в результате дефектов или аварий в нагрузке. Недостатком этого устройства является его сложность из-за наличия узла защиты, предотвращающего перегрузку силовых ключей полумостового инвертора при неисправной газоразрядной лампе, что снижает надежность и увеличивает его стоимость.

Задачей изобретения является создание устройства для зажигания и питания газоразрядных ламп низкого давления, исключающего возможность возникновения сквозных токов при неисправной газоразрядной лампе и обеспечивающего снижение энергозатрат за счет компенсированного накала электродов.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп низкого давления, содержащее последовательно соединенные сетевой фильтр, двухполупериодный выпрямитель, полумостовой инвертор и выводы для подключения электродов газоразрядной лампы, дополнительно снабжено автотрансформатором с тремя обмотками, при этом начала двух обмоток соединены с одним из выходов полумостового инвертора, а их концы через конденсаторы подключены к одному из выводов первого и второго электродов газоразрядной лампы соответственно, причем этот же вывод первого электрода газоразрядной лампы через конденсатор соединен с началом третьей обмотки, конец которой подключен к другому выводу этого же электрода, а второй выход полумостового инвертора соединен с другим выводом второго электрода газоразрядной лампы.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для зажигания и питания газоразрядных ламп низкого давления.

Устройство содержит последовательно соединенные сетевой фильтр 1, двухполупериодный выпрямитель 2 и полумостовой инвертор 3, конденсатор 4, подключенный к выходу двухполупериодного выпрямителя, автотрансформатор 5 с обмотками 6, 7 и 8, конденсаторы 9, 10 и 11, газоразрядную лампу 12 с выводами 13 и 14 первого электрода и 15, 16 второго электрода. Один из выводов полумостового инвертора 3 соединен с началом обмоток 6 и 7 автотрансформатора 5, а другой вывод соединен с выводом 15 второго электрода газоразрядной лампы 12. Концы обмоток 6 и 7 через конденсаторы 10 и 9 соединены с выводами 13 и 16 первого и второго электродов газоразрядной лампы 12 соответственно. Начало обмотки 8 через конденсатор 11 соединено с выводом 13, а конец - с выводом 14 первого электрода газоразрядной лампы 12.

Устройство работает следующим образом.

После подачи на вход устройства сетевого напряжения инвертор 3 формирует переменное напряжение прямоугольной формы и высокой частоты. При этом в колебательном контуре, образованном индуктивностью обмотки 7, емкостью конденсатора 9 и сопротивлением второго электрода газоразрядной лампы 12, возникают затухающие гармонические колебания с определенной угловой частотой и протекает ток, обеспечивающий разогрев электрода газоразрядной лампы 12.

Напряжение, приложенное к обмотке 7, трансформируется в обмотку 8, вызывая протекание контурного тока, обеспечивающего разогрев первого электрода газоразрядной лампы 12, и в обмотку 6, благодаря чему к первому электроду газоразрядной лампы 12 прикладывается напряжение, достаточное для зажигания газоразрядной лампы 12 с прогретыми электродами.

В результате действия токов накала, обеспечивающих разогрев электродов, напряжение зажигания газоразрядной лампы 12 снижается, и при достижении им уровня напряжения, действующего на обмотке 6 автотрансформатора 5, газоразрядная лампа 12 зажигается и через нее начинает протекать ток, в результате чего снижается результирующее напряжение, действующее в обмотках 7 и 8, что приводит к уменьшению токов накала электродов газоразрядной лампы 12 и снижает энергозатраты устройства.

В случае разрыва цепи накала из-за отсутствия лампы или обрыва ее электродов ток через обмотки автотрансформатора 5 не протекает, и инвертор 3 работает на холостом ходу. При этом потребление тока от сети практически отсутствует.

В случае, когда уровень напряжения зажигания лампы за счет дезактивации ее электродов выше, чем напряжение, трансформируемое на обмотке 6, лампа не зажигается, при этом потребление тока от сети ограничено только потреблением токов накала электродов лампы.

Закорачивание электродов в лампе также не приводит к значительному превышению тока через инвертор, так как его величина ограничена значением волнового сопротивления контура, образованного индуктивностью обмотки 6 и емкостью конденсатора 10.

После замены неисправной лампы работа устройства продолжается в штатном режиме.

Изобретение "Устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп низкого давления" обеспечивает снижение энергозатрат за счет компенсированного накала электродов, исключает перегрузку силовых ключей без применения схем защиты от короткого замыкания, тем самым упрощает конструкцию устройства, повышая надежность и снижая его стоимость.

Формула изобретения

Устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп низкого давления, содержащее последовательно соединенные сетевой фильтр, двухполупериодный выпрямитель и полумостовой инвертор, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено автотрансформатором с тремя обмотками, при этом начала двух обмоток соединены с одним из выходов полумостового инвертора, а их концы через конденсаторы подключены к одному из выводов первого и второго электродов газоразрядной лампы соответственно, причем этот же вывод первого электрода газоразрядной лампы через конденсатор соединен с началом третьей обмотки, конец которой подключен к другому выводу этого же электрода, а второй выход полумостового инвертора соединен с другим выводом второго электрода газоразрядной лампы.

РИСУНКИ

Рисунок 1