Источник питания газоразрядной лампы

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников питания газоразрядных ламп. Устройство содержит двухтактный автогенератор, входные выводы постоянного тока которого присоединены к выводам источника постоянного напряжения (1). Выводы переменного тока автогенератора через резонансный дроссель (2) и резонансный конденсатор (3) присоединены к цепи электродов газоразрядной лампы (4). Управляющие цепи транзисторов (5 и 6) подключены к управляющим обмоткам токового переключающего трансформатора (7). В каждом из полупериодов в частотозадающей цепи поджига лампы, состоящей из дополнительной обмотки (9) трансформатора (7) и дополнительной обмотки (10) резонансного дросселя (2), течет ток, вызывающий падение напряжения на дополнительных обмотках трансформатора (7) и дросселя (2), в результате чего трансформатор (7) быстрее входит в насыщение. Сокращение времени ввода трансформатора тока в насыщение приводит к увеличению частоты переключения автогенератора и уменьшению напряжения на резонансном конденсаторе. При достижении определенной температуры нагрева электродов лампа зажигается, причем запуск происходит на частоте, большей, чем частота резонансного контура, следовательно, при малом напряжении на ее электродах. С помощью ключа (12) можно регулировать момент зажигания лампы. Введение частотозадающей цепи поджига позволяет организовать включение лампы при низком напряжении на предварительно разогретых электродах, что предотвращает их разрушение и гарантирует высокий рабочий ресурс лампы, причем это достигается низкими по стоимости техническими средствами, обеспечивая оптимальную себестоимость изделия. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании источников питания для газоразрядных ламп.

Известен источник питания газоразрядной лампы, выполненный в виде преобразователя постоянного напряжения в переменное автогенераторного типа. Частота выходного напряжения, подаваемого на электроды лампы, задается переключающим трансформатором тока. Включение газоразрядной лампы происходит на резонансной частоте LC-контура, включенного в цепь ее рабочего тока, причем это происходит при высоком напряжении, которое подается на еще не разогретые электроды лампы. Такой режим включения лампы приводит к быстрому разрушению электродов и снижению ее рабочего ресурса.

Наиболее близким к изобретению устройством является источник питания газоразрядной лампы, выполненный в виде двухтактного преобразователя постоянного напряжения в переменное автогенераторного типа. Для увеличения рабочего ресурса газоразрядной лампы параллельно резонансному конденсатору включен позистор, который снижает напряжение на электродах в течение времени их прогревания. Однако введение данного элемента в схему значительно увеличивает себестоимость изделия.

Техническим результатом, который может достигнут при использовании изобретения, является снижение себестоимости изделия.

Технический результат достигается за счет того, что в источнике питания газоразрядной лампы, содержащем двухтактный автогенератор, входные выводы постоянного тока которого присоединены к выводам источника постоянного напряжения, а выходные выводы переменного тока через резонансный дроссель и резонансный конденсатор - к цепи электродов газоразрядной лампы, управляющие цепи транзисторов автогенератора подключены к обмоткам управления токового переключающего трансформатора, выходная обмотка которого соединена с выходными выводами, а дополнительная обмотка соединена согласно-последовательно с дополнительной обмоткой резонансного дросселя и резистором, образуя замкнутую частотозадающую цепь поджига. Соединение дополнительной обмотки токового переключающего трансформатора с дополнительной обмоткой резонансного дросселя может быть осуществлено через первый управляемый ключ с двухсторонней проводимостью либо через разделительный конденсатор и зашунтированный обратным диодом второй управляемый ключ с односторонней проводимостью.

Известно введение дополнительной обмотки в переключающий трансформатор тока автогенератора (Справочник «Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры» под ред. Г.С.Найвельта, М.: «Радио и связь», 1985 г., с.360). Однако дополнительная обмотка, не связанная с резонансным дросселем цепи нагрузки, предназначена для обеспечения запуска автогенератора на холостом ходу и не влияет на частоту его переключения. Согласно - последовательное соединение дополнительной обмотки токового переключающего трансформатора с дополнительной обмоткой резонансного дросселя (для обеспечения включения лампы при низком напряжении на ее предварительно подогретых электродах) не выявлено в проанализированных источниках информации, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критериям изобретения.

На чертеже представлена электрическая схема устройства.

Устройство содержит выполненный по полумостовой схеме двухтактный автогенератор, входные выводы постоянного тока которого присоединены к источнику постоянного напряжения 1. Источник постоянного напряжения 1 может быть выполнен в виде входного выпрямителя, входные выводы которого подключены к сети переменного тока, а выходные - к входному фильтру. Выходные выводы переменного тока автогенератора через резонансный дроссель 2 и резонансный конденсатор 3 присоединены к цепи электродов газоразрядной лампы 4. Управляющие цепи транзисторов 5 и 6 автогенератора подключены к управляющим обмоткам токового переключающего трансформатора 7, выходная обмотка 8 которого соединена с выходными выводами. Дополнительная обмотка 9 токового трансформатора 7 соединена согласно-последовательно с дополнительной обмоткой 10 резонансного дросселя 2 и резистором 11, образуя частотозадающую цепь поджига лампы. Соединение дополнительной обмотки 9 токового переключающего трансформатора 7 с дополнительной обмоткой 10 резонансного дросселя 2 осуществлено через управляемый ключ 12, цепь управления которого подключена к узлу управления частотозадающей цепи поджига лампы. Ключ 12 может быть выполнен с двухсторонней проводимостью либо с односторонней проводимостью, как, например, транзистор. Ключ с односторонней проводимостью должен быть зашунтирован обратным диодом, а последовательно с ним необходимо включить разделительный конденсатор. Для обеспечения надежной работы преобразователя к управляющему входу одного из транзисторов подключен узел запуска.

Устройство работает следующим образом.

При подключении к источнику электроэнергии 1 через узел запуска на базу транзистора 6 поступает отпирающий сигнал и автогенератор запускается. Рабочий ток течет через один из конденсаторов делителя напряжения, электроды лампы, резонансный конденсатор 3, дроссель 2, обмотку 8 переключающего насыщающегося трансформатора тока 7, транзистор 6. В следующем полупериоде процессы повторяются, но при открытом транзисторе 5. В каждом из полупериодов в частотозадающей цепи поджига лампы течет ток, вызывающий падение напряжения на дополнительных обмотках трансформатора 7 и дросселя 2, в результате чего трансформатор 7 быстрее входит в насыщение. Сокращение времени ввода трансформатора тока в насыщение приводит к увеличению частоты переключения автогенератора и уменьшению напряжения на резонансном конденсаторе (при этом лампа не горит, но ее электроды нагреваются). При достижении определенной температуры нагрева электродов лампа зажигается, причем запуск происходит на частоте, большей, чем частота резонансного контура, следовательно, при малом напряжении на ее электродах.

С помощью ключа 12 можно регулировать момент зажигания лампы, т.к. при его размыкании лампа автоматически включается.

Токозадающий резистор предназначен для регулирования частоты цепи поджига лампы.

Таким образом, введение частотозадающей цепи поджига лампы, состоящей из дополнительной обмотки 9 токового переключающего трансформатора 7 и дополнительной обмотки 10 резонансного дросселя 2, позволяет осуществлять включение лампы при предварительно подогретых электродах.

Данный процесс поджига предотвращает разрушение электродов и гарантирует высокий рабочий ресурс лампы, причем это достигается низкими по стоимости техническими средствами, что обеспечивает оптимальную себестоимость изделия.

Изобретение может быть использовано при проектировании источников питания газоразрядных ламп, в том числе и люминесцентных.

Источники информации

1. Ж. «Радиохобби», 2001 г., №3, с.48.

Источник питания газоразрядной лампы, содержащий двухтактный автогенератор, входные выводы постоянного тока которого присоединены к выводам источника постоянного напряжения, а выходные выводы переменного тока - через резонансный дроссель и резонансный конденсатор - к цепи электродов газоразрядной лампы, причем управляющие цепи транзисторов автогенератора подключены к обмоткам управления токового переключающего трансформатора, выходная обмотка которого соединена с выходными выводами, а дополнительная обмотка соединена согласно-последовательно с дополнительной обмоткой резонансного дросселя и резистором, образуя замкнутую частотозадающую цепь поджига лампы, причем указанное соединение дополнительной обмотки токового переключающего трансформатора с дополнительной обмоткой резонансного дросселя осуществлено через управляемый ключ с двухсторонней проводимостью либо через разделительный конденсатор и зашунтированный обратным диодом управляемый ключ с односторонней проводимостью.