NO161530B - Vekselretter. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en vekselretter til mating av en lastkrets eller flere lastkretser i parallellkobling, med en bistabil utkoblingsinnretning i henhold til innledningen av krav 1.

En slik vekselretter er kjent fra GB-A-2 061 037. Vekselretteren blir her styrt til utkoblingstilstanden av den bistabile utkoblingsinnretning når en av utladningslampene varig er uvillig til å tenne. Denne utkoblingstilstand kan bare oppheves ved utkobling av strømforsyningen for vekselretteren. Ved utskifting av en defekt lampe må således den til-hørige vekselretter kort kobles ut og igjen kobles inn. Dette er fremfor alt forstyrrende når den enkelte lampe tilhører en større belysningsanordning, f.eks. i et kontorlandskap, da det i dette tilfelle er nødvendig å kort slå hele anlegget av.

Hensikten med oppfinnelsen er å fjerne denne ulempe

og videreutvikle en vekselretter av den i innledningen nevnte art, slik at vekselretteren etter utskifting av den defekte lampe selv igjen setter seg i drift.

Hensikten oppnås i henhold til oppfinnelsen ved at holde-strømkretsen til den bistabile koblingsinnretning ligger over en av elektrodene til utladningslampen i hver lastkrets.

Følgelig blir holdestrømkretsen ved fjerning av den defekte lampe avbrutt, slik at den bistabile koblingsinnretning igjen kan svitsje tilbake til sin driftstilstand. Vekselretteren kan derfor etter innsetting av den nye lampe straks igjen komme i drift uten at det er nødvendig med en nettut-kob.ling.

Oppfinnelsen vil bli belyst nærmere ved to utførelses-eksempler.

Fig. 1 og 2 viser hvert sitt utførelseseksempel.

En likeretter G i toveiskobling er på inngangssiden via

et ikke vist filter tilkoblet et vekselspenningsnett (220 V/

50 Hz) og mater på utgangssiden via en ladedrossel L og en ladediode D en ladekondensator C. Parallelt med dette er der tilkoblet en seriekobling av to skiftevis gjennomkoblede transistorer hos en vekselretter. Av disse vil den tran- sistor T3 som sitter nærmest ladedioden D, i det følgende bli betegnet som sekundærtransistor, og den annen Tl som primær-transistor. Parallelt med sekundærtransistoren T3 ligger en lastgren med en utladningslampe E, en serieresonanskrets C2, L2, en omsvingkondensator Cl samt primærviklingen L30 på en metningstransformator i seriekobling, samtidig som serieresonanskretsens kondensator C2 ligger mellom de to elektroder, som kan varmes opp på forhånd, hos utladningslampen E, som med en elektrode er direkte tilkoblet ladekondensatoren C.

Metningstransformatoren har to sekundærviklinger L31, L32 og en frakoblingsvikling L33. Sekundærviklingene L31, L32 er slik innkoblet i styrekretsene for primær- og sekun-dærtransistorene Tl, T3 at disse til enhver tid under met-ningstransformatorens avmagnetiseringstid blir gjennomstyrt skiftevis. Samtidig er metningstransformatoren dimensjonert slik at den driftsfrekvens for vekselretteren som den bestem-mer, ligger noe over serieresonanskretsens resonansfrekvens; derved oppstår der gap mellom suksessive gjennomstyrings-pulser, så samtidig ledning av primær- og sekundærtransistor og dermed kortslutning av spenningen på ladekondensatoren C er utelukket. For strømføring under den samtidige sperring av begge transistorene er der koblet tilbakestrømdioder Dl, D2 parallelt med hver av transistorene. Under gjennomkob-lingstiden for primærtransistoren Tl ligger spenningen for ladekondensatoren C over lastgrenen og fører til oppladning av omsvingkondensatoren Cl med den polaritet som er avmerket på figuren. Etter sperring av Tl flyter strømmen gjennom lastgrenen, drevet av serieresonanskretsens drossel L2, videre over tilbakestrømdioden D2 inntil T3 kobler igjennom: Da utlader omsvingkondensatoren Cl seg via T3 og lastgrenen inntil T3 igjen sperrer. Deretter flyter laststrømmen i samme retning over ladekondensatoren C og tilbakestrømdioden Dl videre inntil fornyet gjennomkobling av Tl.

Den energi som under vekselretterens drift uttas fra ladekondensatoren C, blir tilført denne av likeretteren G via ladedrosselen L og ladedioden D. I utførelseseksempelet på fig. 1 danner primærtransistoren Tl og en ladetyristor T2 i seriekobling til dette formål en ladebryter, over hvilken ladedrosselen L er koblet parallelt med likeretteren G.

Ladetyristoren T2 styres synkront med vekselretterens omkoblingsprosesser. Til formålet ligger dennes styrestrekning via en triggerdiode D9 parallelt med en forsinkelseskondensator C6, som på den ene side via en utladningsdiode D8 ligger parallelt med sekundærtransistoren T3 og over primærtransistoren Tl, en innstillbar utladningsmotstand RI og en frakob-lingsdiode D7 er tilsluttet en styrespenningskilde. Denne består av en styretransistor T5 og en dermed parallell lagringskondensator C5 som sammen med en diode D5 og en delerkondensator C7 danner en spenningsdeler som ligger parallelt med primærtransistoren Tl, og som dermed periodisk opplades over T3 og utlades over Tl. På denne måte oppstår der på C5 en praktisk talt tapsfri, lav driftsspenning som er avledet fra den høye spenning på ladekondensatoren C, og hvis høyde er begrenset av en zenerdiode D6, som tillike tjener til utladning av C7. C5 og C7 begrenser tillike spenningsstigningen på Tl og skaffer dermed en utkoblingsavlastning.

Ved gjennomstyrt sekundærtransistor T3 blir ladetyristoren T2 raskt sperret via R5, D4, og forsinkelseskondensatoren C6 utladet over D8. Denne oppladning begynner dermed ut fra et definert potensial med begynnelsen av gjennomstyringen av primærtransistoren Tl: For fra da av utlader lagringskonden-satoren C5 seg over D7, RI og primærtransistoren Tl til forsinkelseskondensatoren C6, hvis spenning etter en for-sinkelse som kan stilles inn ved RI, når en verdi hvor triggerdioden D9 gjennomkobler og ladetyristoren T2 tenner. Denne enkle, synkroniserte påstyring av ladetyristoren er fremfor alt bemerkelsesverdig også fordi forsinkelseskondensatoren C6 befinner seg på et høyere potensial enn lagringskon-densatoren C5.

Omsvingningsvekselretteren og derpå likestrømregulatoren begynner først å arbeide når spenningen på en startkondensator C8 har nådd en slik verdi at dens energi via en triggerdiode D13 blir koblet til styrestrekningen for primærtransistoren Tl og denne dermed gjennomkobles. Startkondensatoren C8 er til dette formål dels via motstander R2, R4 og en elektrode hos lampen E forbundet med ladekondensatoren C og dels via en diode D10 koblet parallelt med koblingsstrekningen hos primærtransistoren Tl: Etter påtrykning av nettvekselspenningen på likeretteren lader ladekondensatoren C seg opp over ladedrossel og ladediode, og dermed også startkondensatoren C8, inntil primærtransistoren Tl tenner igjennom. Da blir tillike startkondensatoren utladet igjen over D10, så denne start-kobling ikke lenger kan gripe inn under vekselretterens periodiske svingning.

Ved drift av vekselretteren med en utladningslampe E må man sørge for å frakoble vekselretteren når utladningslampen er varig uvillig til å tenne, dvs. når der bare forekommer gjentatte mislykkede startforsøk. Til formålet tjener en stopptyristor T4 hvormed en frakoblingsvikling L33 på metningstransformatoren er parallellkoblet via dioder Dll, D12, og startkondensatoren C8 via R2, og som får sin holdestrøm over den elektrode hos utladningslampen som grenser til ladekondensatoren C, samt en seriemotstand R4.

Med frakoblingsviklingen L33 er der over dioden Dll også forbundet et RC-ledd som består av en motstand R3 og en kondensator C9 i parallellkobling, og som i sin tur via en triggerdiode D14 ligger parallelt med styrestrekningen for stopptyristoren T4. Til grunn for denne koblings funksjon og dimensjonering ligger det forhold at amplituden av den strøm som flyter over lastgrenen med utladningslampen og avføles av frakoblingsviklingen L33, er vesentlig større ved ikke tent lampe (resonanstilfelle) enn ved tent lampe (dempet resonans-krets): Etter et ved dimensjoneringen fastlagt antall forgjeves startforsøk har C9 ladet seg opp så langt at stopptyristoren T4 gjennomtennes via triggerdioden D14 og kortslutter frakoblingsviklingen L33. Dermed bortfaller styrespenningene for vekselretterens transistorer, og driften av vekselretteren er avbrutt. En slik frakobling forårsakes derimot hverken av de normale tennforsøk eller av den normale lampestrøm, da spenningen på C9 under slike normale forhold ikke når den verdi

som skal til for gjennomstyring av triggerdioden D14.

På grunn av synkroniseringen av likestrømregulatoren avhengig av rektangelspenningen på vekselretterens brytere blir likestrømregulatoren automatisk frakoblet sammen med vekselretteren og gjeninnkoblet etter start av denne.

Vekselretteren forblir frakoblet inntil holdestrømmen for stopptyristoren T4 blir brutt og denne derfor igjen kan gå over i sperretilstand. Til formålet kan f.eks. nettvekselspenningen kobles fra. Imidlertid er en frakobling meget ofte resultatet av en defekt lampe som blir skiftet uten frakobling av nettspenningen. Da også strømkretsen for startkondensatoren C8 er ført over en elektrode hos lampen, svinger omretteren etter innsetning av en ny lampe automatisk igjen igang.

Det annet utførelseseksempel, som er vist på fig. 2, vil i det følgende bare bli behandlet for så vidt vekselretterdelen skiller seg fra den på fig. 1, og fig. 2 viser derfor bare den del av koblingen som skal erstatte delen til høyre for den strekpunkterte linje på fig. 1.

Vekselretteren - til høyre for den strekpunkterte linje - er i dette utførelseseksempel belastet med to parallellkoblede lamper E, E' med hver sin tilhørende serieresonanskrets C2, L2 resp. C2', L2'. Viktig i den forbindelse er den symmetriske mating av lampestrømkretsene, hvor omsvingkondensatoren Cl er tilkoblet ved forbindelsespunktet mellom de to lampers elektroder. Holdestrømkretsen for stopptyristoren T4 og oppladningskretsen for startkondensatoren C8 forløper derimot over R4, R4' og lampenes direkte seriekoblede elektroder.

For frakobling når en lampe er varig uvillig til å tenne, blir spenningene på serieresonanskretsenes drosler L2, 12' her tolket og via spenningsdeler og avkoblingsdioder D22, D23 i likhet med en ELLER-port tilført RC-leddet C9, R3. Når lampen varig er uvillig til å tenne - i tilfellet av resonans - er disse spenninger så store at stopptyristoren T4 blir tent via triggerdioden D14, som så forblir gjennomstyrt inntil den defekte lampe skiftes ut. Den kortslutter dermed metningstrans-formatorens frakoblingsvikling L33' over dioden D21 og startkondensatoren C8 og kobler dermed vekselretteren fra. Da diodene D22 og D23 er tilkoblet RC-leddet R3, C9 som en

ELLER-port, kan frakoblingsbetingelsen forårsakes av hver av de

to parallellkoblede lamper eller også av begge samtidig.

Frakoblet tilstand forblir opprettholdt inntil en av de to lamper blir skiftet ut og holdestrømkretsen for T4 derved blir brutt. I og med innsetning av en ny lampe kan startkonden-

satoren C8 så lades opp via R2, R4 og de seriekoblede elektro-

der hos de to lamper E, E', så vekselretteren til å begynne med igjen svinger i gang. Kort etter står der tilstrekkelig store driftsspenninger til rådighet på C5 og Cll for likestrømregula-toren, så også denne automatisk gjenopptar driften.

En eldet lampe forholder seg som en likeretter, uten at polariteten på forhånd ville være fastlagt. I samsvar med dette kan der på omsvingkondensatoren Cl opptre en meget høy positiv eller negativ spenning på omkring 1000 V, hvorved overvåknings-koblingen, særlig stopptyristoren T4, ville bli truet. Derfor tjener en diode D24 i serie med T4 til beskyttelse ved negativ overspenning på Cl. En diode D25 holder derimot potensialet ved positiv overspenning på verdien av spenningen på ladekondensatoren C.

Claims (4)

1. Vekselretter til mating av en lastkrets eller flere lastkretser i parallellkobling, idet hver lastkrets omfatter en serieresonanskrets og en utladningslampe (E, E') med opphetbare elektroder og hvor elektrodene ligger slik i lastkretsen at kondensatoren (C2) i serieresonanskretsen er anordnet mel-

lom utladningslampens to elektroder, med to vekselvis periodisk påstyrte brytere (Tl, T3), hvorav det ene (Tl) ligger mellom lastkretsen eller lastkretsene og en likespenningskilde og den annen (T3) ligger parallell til lastkretsen, med en bistabil koblingsinnretning (T4) med en innkoblet og en utkoblet tilstand, med en styrestrømkrets for den bistabile koblingsinnretning, hvor det i parallellkobling er anordnet et RC-ledd (R3, C9) som er forbundet med lastkretsene og dimensjonert slik at koblingsinnretningen ved en ikke tent utladningslampe (E, E') svitsjer til den utkoblede tilstand og kobler ut vekselretteren, samt med en holdestrømkrets som holder den bistabile koblingsinnretning i dens utkoblede tilstand, karakterisert ved at holdestrømkretsen ligger over én av elektrodene til utladningslampen i hver lastkrets .

2. Vekselretter som angitt i krav 1, karakterisert ved en startkondensator (C8) hvis ladekrets er ført via en elektrode hos lampen (E, E'), og som via en triggerdiode (D13) ligger parallelt med styrestrekningen hos en (Tl) av vekselretterens brytere og via en utladningsdiode (D10) ligger parallelt med dens koblingsstrekning.

3. Vekselretter som angitt i krav 2, karakterisert ved at der i tilfellet av en tolampe-kobling ligger en elektrode hos hver lampe (E, E') i seriekobling i den bistabile koblingsinnretnings (T4) holde-strømkrets og i startkondensatorens (C8) ladekrets.

4. Vekselretter som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at der som bistabil koblingsinnretning tjener en stopptyristor (T4) hvis koblingsstrekning er anordnet i holdestrømkretsen og hvis styrestrekning via en triggerdiode (D14) er koblet til et RC-ledd (C9, R3), og at stopptyristorens koblingsstrekning via avkoblingsdioder (Dll, D21) bevirker en kortslutning av RC-leddet og en frakoblingsvikling (L33<1>) på en metningstransformator (L30) som styrer vekselretterens brytere.