схема подключения газоразрядной лампы с подогревными электродами к электронному пускорегулирующему аппарату

Формула изобретения

Схема подключения газоразрядной лампы с подогревными электродами к электронному пускорегулирующему аппарату, состоящему из инвертора, питающегося по постоянному току от блока входного напряжения, газоразрядной лампы, питающейся от инвертора током высокой частоты, и узла зажигания, выполненного в виде конденсатора, подключенного параллельно разрядному промежутку лампы и последовательно с одним из ее электродов, отличающаяся тем, что другой электрод включен последовательно в цепи питания инвертора по постоянному току.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике электрического освещения, а точнее к электронным пускорегулирующим аппаратам (ЭПРА) для газоразрядных ламп с подогревными электродами.

Известны схемы подключения газоразрядной лампы к ЭПРА, при которых разрядный промежуток лампы включен параллельно выходу аппарата и его узлу зажигания, а оба электрода лампы включаются последовательно узлу зажигания [1] .

Основным недостатком таких схем подключения являются трудности выполнения требований по безопасности при работе ЭПРА в режиме холостого хода. При этом следует различать два случая: отсутствие лампы и ее разгерметизацию.

В случае отсутствия лампы для схем ЭПРА, где рабочая частота лампы формируется автогенератором с использованием обратной связи, задача решается вроде бы автоматически, но при этом прекращается лишь генерация высокочастотных импульсов, а большая часть схемы остается под высоким напряжением, что приводит к выходу из строя элементов схемы. Особенно чувствительны к работе без нагрузки МДП-транзисторы, на которых преимущественно реализованы полумостовые схемы современных резонансных ЭПРА. Для того, чтобы обесточить инвертор ЭПРА, необходимо дополнить его схему устройством, отключающим питание инвертора при отсутствии тока через разрядный промежуток лампы. В схемах ЭПРА с задающим генератором без такого устройства даже при отсутствии лампы не прекращается формирование высокочастотных импульсов.

Особенно опасной становится работа ЭПРА в режиме холостого хода при разгерметизации лампы. При этом ЭПРА работает в резонансном режиме, вырабатывая напряжение зажигания, но процесс не завершается поджигом, как это бывает при нормальной работе, так как разряд в лампе не возникает (или прекращается, если разгерметизация произошла во время работы). Процесс продолжается до выхода из строя инвертора. Поэтому необходимо дополнение инвертора устройством, отключающим его питание при работе ЭПРА в режиме холостого хода, что значительно усложняет и удорожает схему.

Другим недостатком известных схем подключения является сравнительно сложная и дорогая схема узла зажигания. В общем виде узел зажигания представляет собой два последовательно включенных конденсатора (для схем с задающим генератором - один), параллельно одному из которых включен позистор (термистор с положительным температурным коэффициентом). Номиналы позистора и конденсаторов рассчитываются так, чтобы после включения аппарата в сеть через узел зажигания протекал ток, обеспечивающий термоэмиссию электронов, достаточную для нормального поджига лампы, а при переходе позистора в высокоомное состояние осуществлялся резонанс напряжений, при котором напряжение, приложенное к разрядному промежутку, достигает значения напряжения зажигания лампы. После возникновения разряда параметры последовательного резонансного контура (компоненты узла зажигания - часть его) вновь меняются из-за шунтирующего действия разрядного тока, резонансный режим прекращается и ЭПРА переходит в рабочий режим. В схемах, где используется простейший узел зажигания, состоящий из одного конденсатора, и отсутствует позистор, происходит холодное зажигание, которое существенно сокращает срок службы лампы.

Целью настоящего изобретения является обеспечение отключения питания инвертора ЭПРА при работе в режиме холостого хода возможно более простым и надежным способом, упрощение и удешевление ЭПРА, а также обеспечение предварительного подогрева электродов лампы при использовании простейшего узла зажигания.

Для достижения поставленной цели один из электродов лампы включается последовательно в цепь питания инвертора по постоянному току, а другой электрод и разрядный промежуток лампы остаются включенными по известной схеме: электрод - последовательно с узлом зажигания, а разрядный промежуток - параллельно ему, как это показано на чертеже. Работа схемы при таком способе подключения происходит следующим образом.

Электрод лампы 3, включенный в цепь питания инвертора 2, подогревается при включении ЭПРА током заряда сглаживающего конденсатора 5 блока входного напряжения 1. При этом другой электрод, включенный в выходную цепь инвертора последовательно с узлом зажигания, прогревается за счет тока, протекающего через конденсатор узла зажигания 4 при включении. Ток в этой цепи возникает за счет того, что при включении на выходе инвертора возникает потенциал, имеющий характер затухающих гармонических колебаний с частотой до 20 мГц, обусловленный существенной нелинейностью питающего напряжения инвертора при заряде сглаживающего конденсатора. Время переходного процесса приблизительно 300 нс, что позволяет прогреть электроды до вхождения ЭПРА в режим резонанса, которое происходит через доли секунды после включения в сеть.

Механизм работы схемы описан применительно к случаю включения одного из электродов в минусовую цепь питания инвертора. Тот же механизм действует и при включении его в плюсовую цепь, что возможно в схемах с общим плюсом.

Использование такой схемы подключения позволяет радикально решить вопрос отключения инвертора на холостом ходу: при отключенной лампе происходит разрыв цепи питания инвертора, а при разгерметизации ее электрод, включенный в цепь питания инвертора, срабатывает как плавкий предохранитель, отключая питание инвертора.

Во время включения аппарата в сеть при любом способе подключения лампы наблюдается бросок тока по цепи питания. Для предотвращения выхода из строя выпрямительного моста, а в предлагаемой схеме еще и электродов лампы, в цепь питания обычно ставят негистор 7 (термистор с отрицательным температурным коэффициентом). Если имеется возможность осуществления так называемого быстрого старта, т.е. холодного зажигания, например, при редких включениях, то целесообразно использовать более дешевый ЭПРА, в котором негистор заменен на обычный резистор. Для уменьшения броска тока конденсатор 5 в этом случае подключается не параллельно конденсатору 6 между электродом лампы и входом инвертора, как показано на чертеже, а между электродом лампы и выходом выпрямительного моста, что значительно уменьшает ток через электрод лампы, способствуя его сохранности. Вся работа схемы при предлагаемом способе подключения описана применительно к резонансным аппаратам, питаемым от сети переменного тока, но все сказанное, относящееся к способу подключения, справедливо и для других типов ЭПРА, например тиристорных, в том числе и тех, которые питаются от источника постоянного тока.

Источники информации

1. А. Рабодзей. Электроника в светотехнике. "Электроника. Наука. Технология. Бизнес", N 1, 1997 г.