HU195381B - Electronic firing unit for high-pressure discharge lamps - Google Patents

Abstract

The electronic three-point starter, which is constructed using the strip-mounted system is connected by means of its input to a radio-frequency filter capacitor as well as to a capacitor (which is connected in series with the primary winding of a high-voltage pulse transformer), a resistor and a rectifier diode. The output is formed by the secondary winding of the pulse transformer, while a semiconductor switch (which connects the capacitor to the primary winding of the pulse transformer) is connected in parallel with a series element which consists of the resistor and the diode. The starter according to the invention can be characterised in that the semiconductor switch is a SIDAC (bidirectional diode thyristor) which is connected to a second diode, whose polarity is opposite to that of the first diode, and thus bridges the series element which consists of the resistor and the diode.

Description

A találmány tárgya hárompontos, soros rendszerű elektronikus gyújtóegység nagynyomású kisülőlámpához, melynek bemenetére nagyfrekvenciás szűrőkondenzátor és nagyfeszültségű impulzustranszformátor primer tekercsével sorbakapcsolt kondenzátor, ellenállás és egyenirányító dióda kapcsolódik, és kimenetét az impulzustranszforrnátor szekunder tekercse alkotja, núg az ellenállásdióda soros taggal a kondenzátort az impulzustranszformátor perimer tekercsére kapcsoló félvezető kapcsoló van párhuzamosan kötve.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a three-point, series-type electronic ignition unit for a high-pressure discharge lamp having an in-line capacitor, a resistor and a rectifier transducer connected to a high-frequency filter capacitor and a high-voltage pulse transformer primary coil a semiconductor switch is connected in parallel.

A nagynyomású higanygőzlámpákkal ellentétben a napjainkban alkalmazott nagynyomású fémhalogén és nátriumlámpák nem képesek a hálózati feszültség hatására begyújtani, mivel begyújtásukhoz 2—5 kV-os feszültségimpulzus szükséges.Unlike high-pressure mercury vapor lamps, today's high-pressure metal halide and sodium lamps are incapable of igniting at mains voltage because they require a 2-5 kV voltage pulse.

Nagynyomású kisülőlámpa elektronikus gyújtóegységének feladata, hogy a még nem égő lámpára gyújtóimpulzust vagy gyújtóimpulzus sorozatot adjon és azzal a kisülőcsőben lévő gázt ionizálja. A gyújtóegység a lámpa begyújtása után passzív, nem ad impulzusokat.The function of the electronic ignition unit of a high-pressure discharge lamp is to provide an ignition pulse or series of ignition pulses to a lamp that is not yet burned, thereby ionizing the gas in the discharge tube. The ignition unit is passive after the lamp is lit and does not emit pulses.

A jelenleg használt kétpontos vagy párhuzamos gyújtóegység a kisülőlámpával párhuzamosan van kapcsolva és a nagyfeszültségű impulzusok létrehozásában a kisülőlámpa induktív előtétje is résztvesz, amiért az előtétet a nagyfeszültségnek megfelelően szigetelni kell. Ez a feltétel szigorúbb követelményeket állít az induktív előtét elé, amelyeket csak nagyobb anyag- és anyagi ráfordítással lehet ellensúlyozni.The currently used two-point or parallel ignition unit is connected in parallel with the discharge lamp, and the induction ballast of the discharge lamp is involved in the generation of the high voltage pulses, for which the ballast must be insulated according to the high voltage. This condition places stricter requirements on the inductive ballast, which can only be offset by higher material and material costs.

Másik ismert és napjainkban alkalmazott megoldásnál az induktív előtétet megfelelő leágazással készítik, és a megcsapolt előtét nagyfeszültségű ímpulzustranszformátorként működik, és a külön gyújtóegység által létrehozott feszültséglökést a megkívánt szintre transzformálja. Ennél a megoldásnál is hátrányos, hogy az induktív előtétet a létrehozott nagyfeszültségnek megfelelően szigeteléssel kell ellátni.In another known and used solution, the inductive ballast is made with a proper branching and the taped ballast acts as a high-voltage pulse transformer and transforms the voltage generated by the separate ignition unit to the desired level. This solution also has the disadvantage that the inductive ballast has to be insulated according to the high voltage created.

Az ismert hárompontos, soros rendszerű gyújtóegységek beépített impulzustranszformátorral rendelkeznek, melynek primer tekercse az előtét kimenetére kapcsolódik, és szekunder tekercse állítja elő a kisülőlámpa begyújtásához szükséges nagyfeszültségű impulzust. Az ismert megoldás előnye, hogy az előtét csak a kisülőlámpa áramát korlátozza és az impulzus létrehozásában nem vesz részt, így nincs szükség nagyfeszültségű szigetelésre.Known three-point, series-type ignition units have a built-in pulse transformer whose primary coil is coupled to the ballast output and the secondary coil generates the high voltage pulse needed to ignite the discharge lamp. The known solution has the advantage that the ballast only restricts the discharge lamp current and does not participate in the impulse generation, thus eliminating the need for high voltage insulation.

Az áramkör hiányossága azonban éppúgy, mint a többi ismert elektronikus gyújtóegység hiányossága az, hogy az impulzustranszformátor primer tekercsével sorbakötött feltöltött kondenzátor primer tekercsre kapcsolásához olyan félvezető kapcsolóelemeket, azaz tirisztort vagy triac-ot használnak, melyek begyújtásához külön gyújtóáramkörre van szükség, és ez az elektronikus gyújtóegységet bonyolulttá és költségessé teszi.However, the drawback of the circuit, as well as other known electronic ignition units, is that semiconductor switching elements, i.e. a thyristor or triac, are used to connect the capacitor in series with the primary winding of the pulse transformer, which requires a separate ignition circuit and makes it complicated and expensive.

A találmánnyal célunk nagynyomású kisülőlámpákhoz alkalmazható elektronikus gyújtóegység létrehozása, amely kevés alkatrészből, egyszerűen és olcsón létrehozható és lehetővé teszi a kisülőlámpa biztonságos begyújtását viszonylag szélsőségesebb tápfeszültség paraméterek esetén is.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide an electronic ignition unit for use in high-pressure discharge lamps, which is simple and inexpensive to produce from a small number of components and enables safe discharge of the discharge lamp even at relatively extreme power supply parameters.

Találmányunk azon a felismerésen alapul, hogy a kondenzátort az impulzustranszformátor primer tekercsére rákapcsoló félvezető kapcsolóelem bonyolult és drága gyújtóáramköre elhagyható, ha tirisztor vagy triac helyett SIDAC-ot (Bi-Directional Dióda Thyristor) használunk, amely külső gyújtóáramkört nem igénylő, egyszerű kétkivezetéses félvezető eszköz.The present invention is based on the discovery that the complicated and expensive ignition circuit of the semiconductor switching element that connects the capacitor to the primary winding of the impulse transformer can be omitted by using SIDAC (Bi-Directional Diode Thyristor) instead of thyristor or triac, which is an external ignition device.

A kitűzött feladatot a találmány szerinti megoldással oldottuk meg, melynek tárgya elektronikus gyújtóegység nagynyomású kisülőlámpához, amelynek egyik bemeneti pontja előtéten keresztül, a másik bemeneti pontja közvetlenül a hálózati feszültségre kapcsolódik, a bemenet egyik pontjára nagyfrekvenciás szűrőkondenzátort, vele párhuzamosan nagyfeszültségű impulzustranszformátor primer tekercsével sorbakötött kondenzátor, ellenállás és egyenirányító dióda kapcsolódik, míg az ellenállás és a kondenzátor közös pontjára felvezető kapcsoló csatlakozik és a gyújtóegység kimenetének egyik pontját az impulzustranszforrnátor szekunder tekercse képezi, melyre a kisülőlámpa egyik elektródja van kötve, a bemenet másik pontjára a nagyfrekvenciás szűrőkondenzstor és a vele párhuzamosan kötött egyenirányító dióda csatlakozik és egyben ez képezi a kimenet másik pontját, melyre a kisülőlámpa másik elektródja van kötve.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide an electronic ignition unit for a high-pressure discharge lamp having one input point via a ballast and the other input point directly connected to a mains voltage, a high-frequency filter capacitor a resistor and rectifier diode are connected, while a switch leading to the common point of the resistor and capacitor is connected and one point of the output of the ignition unit is the secondary winding of the pulse transformer to which one of the discharge lamp electrodes is connected. a diode is connected and this is the other point of the output that has the other electrode of the discharge lamp Fifty.

Λ találmány szerinti elektronikus gyújtóegységet az jellemzi, hogy a félvezető kapcsoló SIDAC, melynek egyik kivezetése a kondenzátor és ellenállás közös pontjára van kötve, a SIDAC másik kivezetésére dióda csatlakozik, mely dióda vezetési iránya ellentétes az egyenirányító dióda vezetési irányával.The electronic ignition unit according to the invention is characterized in that the semiconductor switch SIDAC, one terminal of which is connected to the common point of the capacitor and resistor, is connected to the other terminal of the SIDAC diode, which directs the direction of the rectifier diode.

A találmány szerinti elektronikus gyújtóegység főbb előnyei között megemlíthetjük, hogy a diódák alkalmazása miatt fogyasztása csekély, a kétkivezetésű félvezető kapcsolóelem miatt egyszerűen, olcsón és segédáramkör nélkül gyártható, és bármely a gyakorlatban használatos hálózati feszültség és frekvencia mellett alkalmas nagynyomású kisülölámpák biztonságos begyújtására.Among the main advantages of the electronic ignition unit according to the invention are the low power consumption due to the use of the diodes, the simple and inexpensive manufacture of the dual-conductor semiconductor switching element and the safe operation of high-pressure discharge lamps at any voltage and frequency.

A találmányt az alábbiakban a rajz segítségével ismertetjük részletesebben, melyen az elektronikus gyújtóegység példakénti kiviteli alakjának, 1. ábra. kapcsolási vázlatát tüntettük fel.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in more detail with reference to the drawings, in which: FIG. The wiring diagram is shown.

A találmány szerinti, példaként ismertetett elektronikus 1 gyújtóegység hárompontos soros rendszerű, mely bemenetével villamos hálózat fázisvezetőjére csatlakozó induktív 2 előtét kimenetére kapcsolódik. Az 1 gyújtóegység kimenete nagynyomású 3 kisülőlámpa egyik 4 elektródjára, míg harmadik pontja a villamos hálózat másik vezetőjére csatlakozik. Az 1 gyújtóegység bemenetén nagyfrekvenciás 5 szűrőkondenzátor helyezkedik el, amellyel nagyfeszültségű 6 impulzustranszforrnátor 7 primer tekercséből, 8 kondenzátorból, 9 ellenállásból és egyenirányító 10 diódából álló soros tag van párhuzamosan kapcsolva. A 6 impulzustranszforrnátor 11 szekundertekercse képezi az 1 gyújtóegység kimenetét. Az egymással sorba kötött 9 ellenállásai és 10 diódával a mindenkori hálózati feszültségnek megfelelő számú, jelen példában két 12 SIDAC és velük sorbakötött 13 dióda van párhuzamosan kapcsolva. A 10 és 13 diódák vezetési iránya ellentétes. A felhasznált félvezető kapcsolóelemről részletesebb adatok a Shindengen cég Japánban kiadott 1985. évi gyártmánykatalógusában találhatók.The exemplary electronic ignition unit 1 of the present invention is a three-point serial system that is connected to an input of an inductive ballast 2 connected to a phase conductor of an electrical network. The output of the ignition unit 1 is connected to one of the electrodes 4 of the high pressure discharge lamp 3 and its third point is connected to the other conductor of the electrical network. At the inlet of the ignition unit 1 is a high-frequency filter capacitor 5 with which a series member consisting of a primary winding 7, a capacitor 8, a resistor 9 and a rectifier diode 10 of a high voltage pulse transducer 6 is connected in parallel. The secondary winding 11 of the pulse transducer 6 forms the output of the ignition unit 1. The resistors 9 connected in series and the diodes 10 are connected in parallel to the number of corresponding mains voltages, in this example two SIDACs 12 and 13 diodes connected in series with them. The direction of the diodes 10 and 13 is opposite. For details on the semiconductor switching element used, see the 1985 Shindengen Product Catalog, Japan.

Az 1 gyújtóegység hálózati feszültségre kapcsolásakor a 8 kondenzátor a 7 primer tekercsen, a 9 ellenálláson és 10 diódán át a hálózati feszültség csúcsértékének kb. kétszeresére töltődik fel. A 10 diódával ellentétes vezetési irányú 13 dióda miatt a hálózati feszültség következő félperiódusában előre meghatározott feszültségszintnél a két 12 SIDAC vezetni kezd és a 8 kondenzátort a 13When the ignition unit 1 is connected to mains voltage, the capacitor 8 passes through the primary coil 7, the resistor 9 and the diode 10 to a value of about the peak of the mains voltage. charges twice as much. Due to the diode 13 opposite to the direction of the diode 10, at the predetermined voltage level in the next half-cycle of the mains voltage, the two SIDACs 12 and the capacitor 8 begin to conduct.

-2195 381 diódán és az 5 szűrőkondenzátoron keresztül a 6 impulzustranszformátor 7 primer tekercsére kapcsolja és kisüti. A 6 impulzustranszformátor áttételének megfelelően all szekunder tekercsen nagyfeszültségű impulzus jelenik meg, amely begyújtja a 3 kisülőlámpát. Az 5 5 szűrőkondenzátor a kisülőlámpák begyújtásakor fellépő ismert nagyfrekvenciás zavarok hálózatra jutását akadályozza meg.By means of a diode -2195 381 and a filter capacitor 5, it is connected to a primary coil 7 of the pulse transformer 6 and discharged. In accordance with the transmission ratio of the pulse transformer 6, a high voltage pulse appears on the secondary secondary coil, which ignites the discharge lamp 3. The filter capacitor 5 5 prevents known high-frequency interference when the discharge lamps are lit.

Mivel a 10 dióda miatt a 8 kondenzátor a hálózati feszültség csúcsértékének kétszeresére töltődik fel, a 10 szükséges nagyfeszültség eléréséhez kisebb 6 impulzustranszformátor menetszám áttétel szükséges, mint a 10 dióda nélkül. Így adott teljesítmény osztályú kisülőlámpa esetén kisebb 6 impulzustranszformátor alkalmazható, mivel kevesebb all szekunder tekercs menetszáma. Így 15 csökken a 6 impulzustranszformátor és ezáltal az egész 1 gyújtóegység mérete, ugyanakkor az 1 gyújtóegység nagyobb terhelő kapacitás esetén is képes a megfelelő nagyfeszültségű impulzus létrehozására.Since the diode 10 causes the capacitor 8 to charge twice the peak voltage of the mains voltage, the required high voltage 10 requires a smaller impulse transformer drive ratio than that without the diode 10. Thus, for a discharge lamp of a given power class, a smaller 6 pulse transformer can be used, since fewer all-coil turns are used. Thus, the size of the pulse transformer 6 and thus of the entire ignition unit 1 is reduced, while the ignition unit 1 is capable of generating a corresponding high voltage pulse even at higher load capacities.

A 13 dióda miatt a kialakuló feszültségimpulzus 20 legalább 20%-kal szélesebb, így energiatartalma is nagyobb, mint a 13 dióda nélkül. A nagy energiatartalmú feszültségimpulzus természetesen előnyös a nagynyomású 3 kisülőlámpa szempontjából.Due to the diode 13, the resulting voltage pulse 20 is at least 20% wider and thus has a higher energy content than without the diode 13. The high energy voltage pulse is, of course, advantageous for the high pressure discharge lamp 3.

Claims (1)

Elektronikus gyújtóegység nagynyomású kisülőMmpához, amelynek egyik bemeneti pontja előtéten keresztül, a másik bemeneti pontja közvetlenül a hálóati feszültségre kapcsolódik, a bemenet egyik pontjára i agyfrekvenciás szűrőkondenzátor, vele párhuzamosan nagyfeszültségű impulzustranszformátor primer tekercsével sorbakötött kondenzátor, ellenállás és egyenirányító dióda kapcsolódik, míg az ellenállás és a kondenzátor közös pontjára félvezető kapcsoló csatlakozik és a gyújtóegység kimenetének egyik pontját az impulzustranszformátor szekunder tekercse képezi, melyre a kisülőlámpa egyik elektródja van kötve, a bemenet másik pontjára a nagyfrekvenciás szűrőkondenzátor és a vele párhuzamosan kötött egyenirányító dióda csatlakozik és egyben ez képezi a kimenet másik pontját, melyre a kisülőlámpa másik elektródja van kötve, azzal jellemezve, hogy a félvezető kapcsoló SÍDAC (12), melynek egyik kivezetése a kondenzátor (8) és az ellenállás (9) közös pontjára van kötve, a SIDAC (12) másik kivezetésére dióda (13) csatlakozik, mely dióda (13) vezetési iránya ellentétes az egyenirányító dióda (10) vezetési hányával.An electronic ignition unit for a high-pressure discharge pump, one input point of which is connected via a ballast and the other input point is directly connected to the mains voltage; a semiconductor switch is connected to the common point of the capacitor and one point of the output of the ignition unit is formed by the secondary winding of the pulse transformer to which one of the electrodes of the discharge lamp is connected, the other point of the to which the other electrode of the discharge lamp is connected, characterized in that the semiconductor switch is a SIDAC (12) with one of the terminals connected to a common point of the capacitor (8) and the resistor (9), a diode (13) is connected to the other terminal of the SIDAC (12), the direction of the diode (13) being opposite to that of the rectifier diode (10).