RU2479166C1 - Start-regulating device for high pressure gas discharge lamps - Google Patents

Start-regulating device for high pressure gas discharge lamps Download PDF

Info

Publication number
RU2479166C1
RU2479166C1 RU2011140273/07A RU2011140273A RU2479166C1 RU 2479166 C1 RU2479166 C1 RU 2479166C1 RU 2011140273/07 A RU2011140273/07 A RU 2011140273/07A RU 2011140273 A RU2011140273 A RU 2011140273A RU 2479166 C1 RU2479166 C1 RU 2479166C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transformer
controlled
primary
winding
core
Prior art date
Application number
RU2011140273/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Георгиевич Минаев
Владимир Валерьевич Самойленко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority to RU2011140273/07A priority Critical patent/RU2479166C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2479166C1 publication Critical patent/RU2479166C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.SUBSTANCE: start-regulating device for high pressure gas discharge lamps comprises a frequency converter connected by its input leads to terminals of industrial grid, a transformer equipped with primary and secondary windings, and a capacitor, with one of leads connected to one of electrodes of a gas discharge lamp. The device is additionally equipped with a rectifying bridge and a controlled transformer, assembled on a three-rod core and having two primary windings arranged as one on each side rod of the three-rod core of the controlled transformer and connected to each other and the primary winding of the transformer in series as matching, and with their free outputs connected to output leads of a frequency transformer, and two secondary windings of the controlled transformer are arranged as one on each side rod of the three-rod core of the controlled transformer and are connected between each other and the secondary winding of the transformer in series as matching, at the same time the circuit comprising the secondary windings of the controlled transformer and the transformer, with its one free output is connected to the other lead of the capacitor, and with the other free lead to one of tops of the AC diagonal of the rectifying bridge, the other top of which is connected to the other electrode of the gas discharge lamp. The leads of the control winding arranged on the central rod of the three-rod transformer are connected with tops of the rectifying bridge AC diagonal.EFFECT: simplified design and increased reliability of a device.2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для зажигания и питания током повышенной частоты газоразрядных ламп высокого давления.The invention relates to the field of electrical engineering and is intended for ignition and power supply of high frequency gas discharge lamps of high pressure.

Уровень техникиState of the art

Известны импульсные зажигающие устройства для газоразрядных ламп высокого давления, содержащие схему питания, микропроцессор, схему управления и трансформатор [Гареев В.М. Импульсные зажигающие устройства для газоразрядных ламп высокого давления. / В.М.Гареев, О.Г.Фомин, П.В.Мемиков // Вестник Новгородского государственного университета. - 2001. - №19].Known pulse ignition devices for high-pressure discharge lamps containing a power circuit, a microprocessor, a control circuit and a transformer [Gareev V.M. Pulse ignition devices for high pressure discharge lamps. / V.M. Gareev, O.G. Fomin, P.V. Memikov // Bulletin of Novgorod State University. - 2001. - No. 19].

Недостатком таких устройств являются большая материалоемкость и сложность конструкции.The disadvantage of such devices is the high material consumption and design complexity.

Известны электронные пускорегулирующие устройства, содержащие, преобразователь частоты, выход которого подсоединен к разрядной лампе через последовательно включенную первую обмотку трансформатора. Вторая обмотка трансформатора соединена с устройством зажигания (Панфилов Д.И., Поляков В.Д., Чепурин И.Н., Обжерин Е.А. Управляемые пускорегулирующие аппараты для натриевых ламп высокого давления. - Журнал "Практическая силовая электроника", №10, 2003 г. С.37-42).Known electronic ballasts, comprising, a frequency converter, the output of which is connected to the discharge lamp through a series-connected first winding of the transformer. The second winding of the transformer is connected to the ignition device (Panfilov D.I., Polyakov V.D., Chepurin I.N., Obzherin E.A. Controlled ballasts for high pressure sodium lamps. - Journal of Practical Power Electronics, No. 10 2003, p. 37-42).

Недостатком таких устройств является низкая надежность, обусловленная тем, что в момент подачи пускового импульса в первичную обмотку трансформатора высоковольтный импульс, возникающий в его вторичной обмотке, действует также и на элементы инвертора преобразователя частоты, что может вывести из строя его полупроводниковые ключи (полевые транзисторы).The disadvantage of such devices is their low reliability, due to the fact that at the moment of the start-up pulse being supplied to the primary winding of the transformer, the high-voltage pulse arising in its secondary winding also acts on the elements of the inverter of the frequency converter, which can damage its semiconductor switches (field effect transistors) .

Наиболее близкое по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятое авторами за прототип является электронное пускорегулирующее устройство, содержащее преобразователь частоты, подключенный своими входными выводами к клеммам промышленной сети, трансформатор, первичная обмотка которого подключена к выходу преобразователя, а вторичная обмотка через конденсатор - к электродам газоразрядной лампы (пат. 40569 Российская Федерация, МПК 7 Н05В 41/24. Электронное пускорегулирующее устройство. / В.Д.Поляков, Ф.В.Шапран, заявитель и патентообладатель ООО «Горизонт» - №2004109328/22, заявл. 29.03.2004, опубл. 10.09.2004). На трансформаторе установлена обмотка зажигания, подключенная к устройству зажигания.The closest in technical essence and the achieved positive effect and accepted by the authors as a prototype is an electronic ballast device containing a frequency converter connected by its input terminals to the terminals of the industrial network, a transformer whose primary winding is connected to the output of the converter, and the secondary winding through the capacitor is connected to the electrodes gas discharge lamp (US Pat. 40569 Russian Federation, IPC 7 Н05В 41/24. Electronic ballast. / V.D. Polyakov, F.V. Shapran, applicant l and the patent holder of LLC Horizont - No. 2004109328/22, filed March 29, 2004, publ. September 10, 2004). The transformer has an ignition coil connected to the ignition device.

Недостатком указанного электронного пускорегулирующего устройства является сложность конструкции, обусловленная применением дополнительного зажигающего устройства и необходимостью выполнения немагнитного зазора в магнитопроводе трансформатора, а также низкой надежностью устройства, вызванной возможностью индуктирования высоковольтных импульсов, вырабатываемых зажигающим устройством, в первичную обмотку трансформатора, способных вывести из строя силовые ключи преобразователя частоты, подключенного к этой обмотке трансформатора.The disadvantage of this electronic ballast is the design complexity due to the use of an additional ignition device and the need to perform a non-magnetic gap in the magnetic circuit of the transformer, as well as the low reliability of the device due to the possibility of inducing high-voltage pulses generated by the ignition device into the primary winding of the transformer that can disable power switches a frequency converter connected to this transformer winding pa.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого пускорегулирующего устройства для газоразрядных ламп, сводится к упрощению конструкции и повышению надежности устройства.The technical result that can be achieved using the proposed ballasts for gas discharge lamps, is to simplify the design and improve the reliability of the device.

Технический результат достигается с помощью пускорегулирующего устройства для газоразрядных ламп высокого давления, содержащего преобразователь частоты, подключенный своими входными выводами к клеммам промышленной сети, трансформатор, снабженный первичной и вторичной обмотками, и конденсатор, одним из выводов подключенный к одному из электродов газоразрядной лампы, при этом устройство дополнительно снабжено выпрямительным мостом и управляемым трансформатором, собранным на трехстержневом сердечнике и имеющим две первичные обмотки, размещенные по одной на каждом из боковых стержней трехстержневого сердечника управляемого трансформатора и соединенные между собой и первичной обмоткой трансформатора последовательно согласно и свободными выводами подключенные к выходным выводам преобразователя частоты, а две вторичные обмотки управляемого трансформатора, размещенные по одной на каждом из боковых стержней трехстержневого сердечника управляемого трансформатора и соединенные между собой и вторичной обмоткой трансформатора последовательно согласно, при этом цепь, состоящая из вторичных обмоток управляемого трансформатора и трансформатора, одним своим свободным выводом подключена к другому выводу конденсатора, а другим свободным выводом - к одной из вершин диагонали переменного тока выпрямительного моста, другая вершина которой подключена к другому электроду газоразрядной лампы, при этом выводы обмотки управления, расположенной на центральном стержне трехстержневого трансформатора, соединены с вершинами диагонали постоянного тока выпрямительного моста.The technical result is achieved using a ballast for high-pressure discharge lamps, containing a frequency converter connected by its input terminals to the terminals of the industrial network, a transformer equipped with primary and secondary windings, and a capacitor, one of the terminals connected to one of the electrodes of the discharge lamp, while the device is additionally equipped with a rectifier bridge and a controlled transformer assembled on a three-core core and having two primary windings placed one on each of the side rods of the three-core core of the controlled transformer and connected to each other and the primary winding of the transformer in series and connected with free leads connected to the output terminals of the frequency converter, and two secondary windings of the controlled transformer placed one on each of the side rods of the three-core core controlled transformer and connected to each other and the secondary winding of the transformer in series according to l, consisting of the secondary windings of the controlled transformer and transformer, is connected with one free terminal to the other terminal of the capacitor, and with the other free terminal - to one of the vertices of the diagonal of the rectifier bridge AC, the other vertex of which is connected to another electrode of the discharge lamp, while the terminals of the winding controls located on the central rod of the three-rod transformer are connected to the vertices of the DC diagonal of the rectifier bridge.

Таким образом, введение управляемого трансформатора позволит повысить надежность устройства, поскольку зажигание газоразрядной лампы будет происходить от высоковольтного напряжения, снимаемого с вторичных обмоток управляемого трансформатора. Данное напряжение не поступает в преобразователь частоты, подключенный к первичным обмоткам.Thus, the introduction of a controlled transformer will increase the reliability of the device, since the ignition of a gas discharge lamp will occur from high-voltage voltage removed from the secondary windings of the controlled transformer. This voltage does not enter the frequency converter connected to the primary windings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 дана структурная схема пускорегулирующего устройства для газоразрядных ламп высокого давления.Figure 1 is a structural diagram of a ballast for high-pressure discharge lamps.

На фиг.2 дана схема расположения и соединения обмоток управляемого трансформатора на трехстержневом сердечнике.Figure 2 is a diagram of the location and connection of the windings of a controlled transformer on a three-core core.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Пускорегулирующее устройство для газоразрядных ламп высокого давления содержит преобразователь частоты 1 (фиг.1), трансформатор 2 и управляемый трансформатор 3.The control gear for high-pressure discharge lamps comprises a frequency converter 1 (FIG. 1), a transformer 2, and a controlled transformer 3.

Трансформатор 2 двухобмоточный и содержит первичную обмотку 4 и вторичную обмотку 5. Управляемый трансформатор 3 пятиобмоточный и выполнен на трехстержневом сердечнике из магнитного материала (фиг.1 и фиг.2). На каждом из двух боковых стержней (на фиг.2 не обозначены) установлены по одной первичной обмотке 6 и 7 и по одной вторичной обмотке 8 и 9. На центральном стержне (на фиг.2 не обозначен) управляемого трансформатора 3 установлена обмотка управления 10.The transformer 2 is two-winding and contains a primary winding 4 and a secondary winding 5. The controlled transformer 3 is five-winding and is made on a three-core core of magnetic material (Fig. 1 and Fig. 2). On each of the two side rods (not shown in FIG. 2), one primary winding 6 and 7 and one secondary winding 8 and 9 are installed. A control winding 10 is installed on the central rod (not indicated in FIG. 2) of the controlled transformer 3.

Первичные обмотки 6 и 7 управляемого трансформатора 3 соединены между собой последовательно согласно и последовательно с одним из выводов (на фиг.1 не обозначен) первичной обмотки 4 трансформатора 2. Цепь последовательно соединенных первичных обмоток 6 и 7 управляемого трансформатора 3 и первичной обмотки 4 трансформатора 2 свободными выводами (на фиг.1 и 2 не обозначены) подключена к двум выходным выводам (на фиг.1 не обозначены) преобразователя частоты 1, который своими входными выводами (на фиг.1 не обозначены) подключен к клеммам (на фиг.1 не обозначены) промышленной сети.The primary windings 6 and 7 of the controlled transformer 3 are connected to each other sequentially and sequentially with one of the terminals (not indicated in FIG. 1) of the primary winding 4 of the transformer 2. A chain of series-connected primary windings 6 and 7 of the controlled transformer 3 and the primary winding 4 of transformer 2 free leads (not shown in FIGS. 1 and 2) are connected to two output terminals (not shown in FIG. 1) of the frequency converter 1, which is connected to terminals (not shown in FIG. 1 by their input leads (not shown in FIG. 1) about mean) industrial network.

Вторичные обмотки 8 и 9 управляемого трансформатора 3 соединены между собой последовательно согласно и последовательно согласно с вторичной обмоткой 5 трансформатора 2.The secondary windings 8 and 9 of the controlled transformer 3 are interconnected in series according to and sequentially according to the secondary winding 5 of the transformer 2.

Цепь последовательно соединенных вторичных обмоток 8 и 9 управляемого трансформатора 3 и вторичной обмотки 5 трансформатора 2 одним свободным выводом (на фиг.1 не обозначен) подключена через конденсатор 11 к одному из электродов питания (на фиг.1 не обозначен) газоразрядной лампы 12, а другим свободным выводом (на фиг.1 не обозначен) - к одной вершине (на фиг. не обозначена) диагонали переменного тока выпрямительного моста 13. Другая вершина (на фиг.1 не обозначена) диагонали переменного тока (на фиг.1 не обозначена) выпрямительного моста 13 подключена к другому электроду питания (на фиг.1 не обозначена) газоразрядной лампы 12.A chain of serially connected secondary windings 8 and 9 of the controlled transformer 3 and the secondary winding 5 of transformer 2 with one free output (not indicated in FIG. 1) is connected through a capacitor 11 to one of the power electrodes (not indicated in FIG. 1) of the discharge lamp 12, and another free output (not indicated in FIG. 1) - to one vertex (not indicated in FIG.) of the diagonal of the rectifier bridge AC 13. Another vertex (not indicated in FIG. 1) of the alternating current diagonal (not indicated in FIG. 1) rectifier bridge 13 connected to another power electrode (not indicated in FIG. 1) of a discharge lamp 12.

Обмотка управления 10 управляемого трансформатора 3 подключена своими двумя выводами (на фиг.1 не обозначены) к каждой из вершин (на фиг.1 не обозначены) диагонали (на фиг.1 не обозначена) постоянного тока выпрямительного моста 13. При этом полярность вершин диагонали постоянного тока выпрямительного моста не имеет значения.The control winding 10 of the controlled transformer 3 is connected by its two terminals (not indicated in FIG. 1) to each of the vertices (not shown in FIG. 1) of the diagonal (not indicated in FIG. 1) of the direct current of the rectifier bridge 13. Moreover, the polarity of the vertices of the diagonal DC rectifier bridge does not matter.

Пускорегулирующее устройство для газоразрядных ламп высокого давления работает следующим образом.The control device for high-pressure discharge lamps works as follows.

При включении устройства в сеть преобразователь частоты 1 выпрямляет напряжение промышленной частоты, а затем преобразует его в высокочастотное, которое, в свою очередь, поступает на цепь, состоящую из последовательно соединенных первичных обмоток 6 и 7 управляемого трансформатора 3 и первичной обмотки 4 трансформатора 2.When you turn on the device in the network, the frequency converter 1 rectifies the voltage of the industrial frequency, and then converts it to high-frequency, which, in turn, is fed to the circuit, consisting of series-connected primary windings 6 and 7 of the controlled transformer 3 and the primary winding 4 of transformer 2.

До момента зажигания газоразрядной лампы 12 трансформатор 2 и управляемый трансформатор 3 работают в режиме холостого хода. Высокочастотное напряжение, поступающее с преобразователя частоты 1 на последовательно соединенные первичные обмотки 6, 7, 4, распределяется между ними пропорционально импендансу каждой из них.Until the ignition of the discharge lamp 12, the transformer 2 and the controlled transformer 3 operate in idle mode. The high-frequency voltage supplied from the frequency converter 1 to the series-connected primary windings 6, 7, 4 is distributed between them in proportion to the impedance of each of them.

Поскольку первичные обмотки 6, 7, 4 соединены последовательно, то по ним протекает один и тот же ток. Этот ток, протекая по первичной обмотке 6 управляемого трансформатора 4, создает в боковом стержне сердечника магнитный поток Ф1 (фиг.2), под действием которого во вторичной обмотке 8, расположенной на том же боковом стержне, что и первичная обмотка 6, индуктируется напряжение. Под действием этого же тока, протекающего по другой первичной обмотке 7 управляемого трансформатора 3, расположенной на другом боковом стержне управляемого трансформатора 3, возникает магнитный поток Ф2, индуктирующий в другой вторичной обмотке 9, расположенной на том же боковом стержне управляемого трансформатора 3, что и первичная обмотка 7, напряжение.Since the primary windings 6, 7, 4 are connected in series, the same current flows through them. This current flowing through the primary winding 6 of the controlled transformer 4 creates a magnetic flux Φ 1 in the side rod of the core (Fig. 2), under the influence of which a voltage is induced in the secondary winding 8 located on the same side rod as the primary winding 6 . Under the action of the same current flowing through another primary winding 7 of the controlled transformer 3 located on the other side terminal of the controlled transformer 3, a magnetic flux F 2 arises inducting in another secondary winding 9 located on the same side terminal of the controlled transformer 3, as primary winding 7, voltage.

Магнитные потоки Ф1 и Ф2 в основном замыкаются через центральный стержень. Поскольку первичные обмотки 6 и 7 управляемого трансформатора 3 имеют одинаковые конструктивные параметры, то магнитные потоки Ф1 и Ф2 равны между собой. Так как первичные обмотки 6, 7 включены согласно, то в центральном стержне управляемого трансформатора 3 эти магнитные потоки взаимно компенсируют друг друга, и в обмотке управления 10, установленной на центральном стержне управляемого трансформатора 3, не возникает высокочастотная электродвижущая сила.Magnetic fluxes F 1 and F 2 basically close through the central rod. Since the primary windings 6 and 7 of the controlled transformer 3 have the same design parameters, the magnetic fluxes F 1 and F 2 are equal to each other. Since the primary windings 6, 7 are connected according to, in the central terminal of the controlled transformer 3, these magnetic fluxes mutually cancel each other, and a high-frequency electromotive force does not occur in the control winding 10 mounted on the central terminal of the controlled transformer 3.

Вторичные обмотки 8 и 9 управляемого трансформатора 3 включены между собой последовательно и согласно, благодаря чему снимаемое с них напряжение получается как сумма напряжений на каждой из вторичных обмоток 8 и 9. Так как вторичные обмотки 8 и 9 управляемого трансформатора 3 имеют одинаковые между собой конструктивные параметры, то снимаемое с них напряжение удваивается по сравнению с напряжением на каждой из вторичных обмоток 8 и 9.The secondary windings 8 and 9 of the controlled transformer 3 are connected to each other in series and according to which the voltage removed from them is obtained as the sum of the voltages on each of the secondary windings 8 and 9. Since the secondary windings 8 and 9 of the controlled transformer 3 have the same design parameters , then the voltage removed from them doubles in comparison with the voltage on each of the secondary windings 8 and 9.

В то же время значение напряжения, снимаемого в режиме холостого хода с последовательно соединенных обмоток 8 и 9 управляемого трансформатора 3 и последовательно соединенной с ними вторичной обмотки 5 трансформатора 2, должно быть не меньше напряжения зажигания газоразрядной лампы 12 (для натриевых ламп высокого давления напряжение зажигания составляет от 2 до 4 кВ). Данное условие достигается соответствующим подбором количества витков во вторичных обмотках 8 и 9 относительно количества витков в первичных обмотках 6 и 7. Коэффициенты трансформации от первичных обмоток 6 и 7 к вторичным обмоткам 8 и 9 управляемого трансформатора 3 соответственно выбираются намного больше единицы.At the same time, the value of the voltage removed in idle mode from the serially connected windings 8 and 9 of the controlled transformer 3 and the secondary winding 5 of the transformer 2 connected in series with them, must be not less than the ignition voltage of the discharge lamp 12 (for high pressure sodium lamps, the ignition voltage ranges from 2 to 4 kV). This condition is achieved by appropriate selection of the number of turns in the secondary windings 8 and 9 relative to the number of turns in the primary windings 6 and 7. Transformation coefficients from the primary windings 6 and 7 to the secondary windings 8 and 9 of the controlled transformer 3 are respectively selected much more than unity.

Это общее выходное напряжение, снимаемое с вторичных обмоток 8, 9 и 5, подается через конденсатор 11 и диагональ переменного тока выпрямительного моста 13 на электроды газоразрядной лампы 12.This total output voltage, which is removed from the secondary windings 8, 9 and 5, is supplied through the capacitor 11 and the diagonal of the alternating current of the rectifier bridge 13 to the electrodes of the discharge lamp 12.

В газоразрядной лампе 12 возникает электрический разряд, и высокочастотный разрядный ток, протекая через диагональ переменного тока выпрямительного моста 13, поступает в виде однополярного тока через диагональ постоянного тока выпрямительного моста 13 в обмотку управления 10 управляемого трансформатора 3. Под действием этого тока, при соответствующем выборе числа витков обмотки управления 10, происходит насыщение магнитного сердечника управляемого трансформатора 3. Динамическая магнитная проницаемость материала сердечника управляемого трансформатора 3 резко снижается, что приводит к уменьшению индуктивности первичных обмоток 6 и 7, снижению их импенданса и, соответственно, к перераспределению напряжений между первичными обмотками 6 и 7 управляемого трансформатора 3 и первичной обмоткой 4 трансформатора 2. Для усиления эффекта насыщения следует выбирать магнитный материал для сердечника управляемого трансформатора 3 с прямоугольной петлей гистерезиса, а сам сердечник собирать без зазоров.An electric discharge occurs in the discharge lamp 12, and the high-frequency discharge current flowing through the diagonal of the rectifier bridge 13 diverts in the form of a unipolar current through the diagonal of the rectifier bridge 13 and into the control winding 10 of the controlled transformer 3. Under the influence of this current, with the appropriate choice the number of turns of the control winding 10, the magnetic core of the controlled transformer 3 is saturated. The dynamic magnetic permeability of the material of the controlled core transformer 3 decreases sharply, which leads to a decrease in the inductance of the primary windings 6 and 7, a decrease in their impedance and, accordingly, to a redistribution of voltages between the primary windings 6 and 7 of the controlled transformer 3 and the primary winding 4 of the transformer 2. To enhance the saturation effect, choose a magnetic material for the core of the controlled transformer 3 with a rectangular hysteresis loop, and assemble the core without gaps.

В результате на первичных обмотках 6 и 7 управляемого трансформатора 3 напряжение снизится, а на первичной обмотке 4 трансформатора 2 - возрастет. Соответственно, произойдет изменение напряжений на вторичных обмотках 8 и 9 управляемого трансформатора 3 и на вторичной обмотке 5 трансформатора 2.As a result, the voltage decreases on the primary windings 6 and 7 of the controlled transformer 3, and increases on the primary winding 4 of the transformer 2. Accordingly, there will be a change in voltage on the secondary windings 8 and 9 of the controlled transformer 3 and on the secondary winding 5 of the transformer 2.

Так как коэффициент трансформации управляемого трансформатора 3, предназначенного для получения высокого напряжения, необходимого для зажигания разряда, значительно превышает коэффициент трансформации трансформатора 2, предназначенного для поддержания режима горения разряда, то такое перераспределение напряжений на первичных обмотках 6 и 7 управляемого трансформатора 3 и первичной обмотки 4 трансформатора 2 вызовет значительное снижение выходного напряжения на вторичных обмотках 8, 9 управляемого трансформатора 3 и некоторое повышение напряжения на вторичной обмотке 5 трансформатора 2. Коэффициент трансформации трансформатора 2 следует выбирать меньше единицы.Since the transformation coefficient of the controlled transformer 3, designed to obtain the high voltage required to ignite the discharge, significantly exceeds the transformation coefficient of the transformer 2, designed to maintain the combustion mode of the discharge, such a redistribution of voltages on the primary windings 6 and 7 of the controlled transformer 3 and the primary winding 4 transformer 2 will cause a significant decrease in the output voltage on the secondary windings 8, 9 of the controlled transformer 3 and some increase e voltage on the secondary winding 5 of the transformer 2. The transformation coefficient of the transformer 2 should be chosen less than unity.

Как следует из теории пассивных четырехполюсников с сосредоточенными параметрами для случая их последовательного включения, чем больше разница в коэффициентах трансформации трансформаторов 2 и 3, тем значительнее будет изменение общего выходного напряжения (см. например, «Справочник по импульсной технике.» Под редакцией В.Н.Яковлева. Киев. «Техника», 1973 г., 711 с.), значение которого должно обеспечить устойчивый режим горения лампы.As follows from the theory of passive four-terminal devices with lumped parameters for the case of their sequential inclusion, the greater the difference in the transformation ratios of transformers 2 and 3, the greater the change in the total output voltage (see, for example, “Reference book on pulse technology.” Edited by V.N. .Yakovleva. Kiev. "Technique", 1973, 711 pp.), The value of which should ensure a stable mode of combustion of the lamp.

Реактивное сопротивление конденсатора 11 ограничивает величину тока, протекающего через газоразрядную лампу 12. Кроме того, наличие конденсатора 11 исключает появление постоянной составляющей в токе питания газоразрядной лампы 12, что защищает от подмагничивания сердечник трансформатора 2.The reactance of the capacitor 11 limits the amount of current flowing through the discharge lamp 12. In addition, the presence of the capacitor 11 eliminates the appearance of a constant component in the supply current of the discharge lamp 12, which protects the core of the transformer 2 from magnetizing.

Общее выходное напряжение, снимаемое с вторичных обмоток трансформаторов 2 и 3, приложено к цепи, состоящей из последовательно соединенных элементов: конденсатора 11, газоразрядной лампы 12 и выпрямительного моста 13. Известно, что перестановка элементов в цепи, образованной последовательным соединением, не влияет на ее работу. Поэтому любая их комбинация в последовательности расположения на структурной схеме (фиг.1) не меняет принципов работы предлагаемого устройства.The total output voltage removed from the secondary windings of transformers 2 and 3 is applied to a circuit consisting of series-connected elements: a capacitor 11, a discharge lamp 12 and a rectifier bridge 13. It is known that the permutation of the elements in the circuit formed by a series connection does not affect it work. Therefore, any combination of them in the sequence of arrangement on the structural diagram (figure 1) does not change the principles of operation of the proposed device.

Пример реализации предлагаемой устройства.An example implementation of the proposed device.

Был изготовлен действующий макет пускорегулирующего устройства для газоразрядных ламп. Преобразователь частоты 1 включает в себя трехфазный выпрямитель и высокочастотный полумостовой инвертор, выполненный на IGBT-транзисторах, настроенный на частоту 30 кГц.A valid prototype ballast for gas discharge lamps was made. Frequency converter 1 includes a three-phase rectifier and a high-frequency half-bridge inverter made on IGBT transistors, tuned to a frequency of 30 kHz.

Характеристики трансформатора 2:Characteristics of transformer 2:

Материал сердечника:Core material: Феррит М2000НМFerrite M2000NM Типоразмер сердечника:Core Size: К32×20×9K32 × 20 × 9 Число витков первичной обмотки 4:The number of turns of the primary winding 4: 20 вит, ПЭВ0.820 vit, PEV0.8 Число витков вторичной обмотки 5:The number of turns of the secondary winding 5: 10 вит, ПЭВ0.810 Vit, PEV0.8 Коэффициент трансформации:Transformation ratio: 0,50.5 Индуктивность первичной обмотки 4:Primary Inductance 4: 0,2 мГн0.2 mH Индуктивность вторичной обмотки 5:Secondary Inductance 5: 0,09 мГн0.09 mH

Характеристики управляемого трансформатора 3:Characteristics of controlled transformer 3:

Материал сердечника:Core material: Феррит М2000НМFerrite M2000NM Типоразмер сердечника:Core Size: Ш10×10W10 × 10 Число витков первичной обмотки 6:The number of turns of the primary winding 6: 5 вит, ПЭВ0.75 vit, PEV0.7 Число витков первичной обмотки 7:The number of turns of the primary winding 7: 5 вит, ПЭВ0.75 vit, PEV0.7 Число витков вторичной обмотки 8:The number of turns of the secondary winding 8: 29 вит, ПЭВ0.329 Vit, PEV0.3 Число витков вторичной обмотки 9:The number of turns of the secondary winding 9: 29 вит, ПЭВ0.329 Vit, PEV0.3 Коэффициент трансформации:Transformation ratio: 5,85.8 Число витков обмотки управления:The number of turns of the control winding: 50 вит, ПЭВ0.750 vit, PEV0.7 Индуктивность первичной обмотки 6:Primary Inductance 6: 0,07 мГн0.07 mH Индуктивность первичной обмотки 7:Primary Inductance 7: 0,07 мГн0.07 mH Индуктивность вторичной обмотки 8:Secondary Inductance 8: 1,13 мГн1.13 mH Индуктивность вторичной обмотки 9:Secondary Inductance 9: 1,14 мГн1.14 mH Взаимная индуктивность соединенных последовательно согласно первичных обмоток 6, 7The mutual inductance connected in series according to the primary windings 6, 7 0.1 мГн0.1 mH Взаимная индуктивность соединенных последовательно согласно вторичных обмоток 6, 7The mutual inductance connected in series according to the secondary windings 6, 7 2,65 мГн2.65 mH

Балластный конденсатор 11 емкостью 75 нФ и допустимым напряжением 5 кВ. Использовалась в качестве газоразрядной лампы 12: натриевая лампа высокого давления типа ДНаТ100.Ballast capacitor 11 with a capacity of 75 nF and a permissible voltage of 5 kV. Used as a discharge lamp 12: high pressure sodium lamp of the DNaT100 type.

Общее выходное напряжение, снимаемое с вторичных обмоток трансформаторов 2 и 3 в режиме холостого хода, составило 2500 В, что обеспечило зажигание газоразрядной лампы 12. После зажигания лампы общее выходное напряжение, снимаемое с вторичных обмоток трансформаторов 2 и 3, снизилось до 190 В, что обеспечило режим разгорания и последующего устойчивого горения газоразрядной лампы 12.The total output voltage removed from the secondary windings of transformers 2 and 3 in idle mode was 2500 V, which ensured the ignition of the discharge lamp 12. After ignition of the lamp, the total output voltage removed from the secondary windings of transformers 2 and 3 decreased to 190 V, which provided a mode of acceleration and subsequent sustainable combustion of the discharge lamp 12.

Предлагаемое пускорегулирующее устройство для газоразрядных ламп высокого давления по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The proposed ballast for high-pressure discharge lamps in comparison with the prototype and other known technical solutions has the following advantages:

- простота конструкции;- simplicity of design;

- повышенная надежность устройства, обусловленная отсутствием возможности появления высоковольтных зажигающих импульсов на полупроводниковых ключах инвертора преобразователя частоты 1.- increased reliability of the device due to the lack of the possibility of the appearance of high-voltage igniting pulses on the semiconductor keys of the inverter of the frequency converter 1.

Claims (1)

Пускорегулирующее устройство для газоразрядных ламп высокого давления, содержащее преобразователь частоты, подключенный своими входными выводами к клеммам промышленной сети, трансформатор, снабженный первичной и вторичной обмотками, и конденсатор, одним из выводов подключенный к одному из электродов газоразрядной лампы, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено выпрямительным мостом и управляемым трансформатором, собранным на трехстержневом сердечнике и имеющим две первичные обмотки, размещенные по одной на каждом из боковых стержней трехстержневого сердечника управляемого трансформатора и соединенные между собой и первичной обмоткой трансформатора последовательно согласно и свободными выводами подключенные к выходным выводам преобразователя частоты, а две вторичные обмотки управляемого трансформатора, размещенные по одной на каждом из боковых стержней трехстержневого сердечника управляемого трансформатора и соединенные между собой и вторичной обмоткой трансформатора последовательно согласно, при этом цепь, состоящая из вторичных обмоток управляемого трансформатора и трансформатора, одним своим свободным выводом подключена к другому выводу конденсатора, а другим свободным выводом к одной из вершин диагонали переменного тока выпрямительного моста, другая вершина которой подключена к другому электроду газоразрядной лампы, при этом выводы обмотки управления, расположенной на центральном стержне трехстержневого трансформатора, соединены с вершинами диагонали постоянного тока выпрямительного моста. A control gear for high-pressure discharge lamps, comprising a frequency converter connected by its input terminals to the terminals of the industrial network, a transformer equipped with primary and secondary windings, and a capacitor connected to one of the electrodes of the discharge lamp by one of the terminals, characterized in that the device is further provided with a rectifier bridge and a controlled transformer assembled on a three-core core and having two primary windings, one on each and side rods of a three-core core of a controlled transformer and connected to each other and the primary winding of a transformer in series and connected to free terminals connected to the output terminals of a frequency converter, and two secondary windings of a controlled transformer placed one on each of the side rods of a three-core core of a controlled transformer and interconnected and the secondary winding of the transformer in series according to, wherein the circuit consisting of secondary windings controlled transformer and transformer, one of its free output connected to another terminal of the capacitor, and the other free output to one of the vertices of the diagonal of the rectifier bridge's alternating current, the other vertex of which is connected to another electrode of the discharge lamp, while the leads of the control winding located on the central rod of the three-rod transformer connected to the vertices of the diagonal of the DC rectifier bridge.
RU2011140273/07A 2011-10-05 2011-10-05 Start-regulating device for high pressure gas discharge lamps RU2479166C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011140273/07A RU2479166C1 (en) 2011-10-05 2011-10-05 Start-regulating device for high pressure gas discharge lamps

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011140273/07A RU2479166C1 (en) 2011-10-05 2011-10-05 Start-regulating device for high pressure gas discharge lamps

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2479166C1 true RU2479166C1 (en) 2013-04-10

Family

ID=49152444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011140273/07A RU2479166C1 (en) 2011-10-05 2011-10-05 Start-regulating device for high pressure gas discharge lamps

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2479166C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2129345C1 (en) * 1997-11-26 1999-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "АБЭП" Illuminating device
EP1077591B1 (en) * 1999-08-19 2003-10-22 Osram Sylvania Inc. Apparatus for a high intensity gas discharge lamp ballast
RU40569U1 (en) * 2004-03-29 2004-09-10 ООО "Горизонт" ELECTRONIC CONTROL UNIT
US7023143B2 (en) * 2003-05-26 2006-04-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Ballast apparatus and ballasting method of high intensity discharge lamp
EP1696712A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-30 Osram Sylvania Inc. Ballast with arc protection circuit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2129345C1 (en) * 1997-11-26 1999-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "АБЭП" Illuminating device
EP1077591B1 (en) * 1999-08-19 2003-10-22 Osram Sylvania Inc. Apparatus for a high intensity gas discharge lamp ballast
US7023143B2 (en) * 2003-05-26 2006-04-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Ballast apparatus and ballasting method of high intensity discharge lamp
RU40569U1 (en) * 2004-03-29 2004-09-10 ООО "Горизонт" ELECTRONIC CONTROL UNIT
EP1696712A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-30 Osram Sylvania Inc. Ballast with arc protection circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101860255A (en) Main pulse power supply in discharging plasma extreme ultraviolet light source
CN111628656A (en) Magnetic integrated full-bridge LLC resonant converter
JPH01120797A (en) Electric circuit arrangement for gas discharge lamp ignition and feeding
CN112712980A (en) Integrated inductor and power supply module
CN114710058A (en) Resonant inductor and transformer magnetic core integration method suitable for bidirectional resonant converter
RU2479166C1 (en) Start-regulating device for high pressure gas discharge lamps
AU2003260419A8 (en) Transformer
TW201640801A (en) Static reluctance magneto-electric amplification device
CN104851575B (en) A kind of pulse transformer
RU128000U1 (en) TRANSFORMER
RU2015146669A (en) Device and method for amplifying electrical signals (options)
CN112750603A (en) Voltage regulating method of high-voltage side of autotransformer, transformer body structure and autotransformer
RU2708937C1 (en) Inductive pulse generator
CN202026517U (en) Electronic ballast
CN115547677B (en) Winding method of high-power high-frequency pulse transformer
RU200551U1 (en) Device for converting single-phase voltage to symmetrical three-phase
RU2441733C1 (en) Thyristor transformer for arc welding
KR102317710B1 (en) Spark generating apparayus for lighting
RU2686301C1 (en) Shunting reactor with combined excitation (versions)
RU2346379C1 (en) Para-resonance method of voltage stabilisation and discharge-impulse installation protection as well as device for its implementation
RU40569U1 (en) ELECTRONIC CONTROL UNIT
WO2008069769A1 (en) Method for obtaining electric load from the primary and secondary transformer coils
RU94045455A (en) Charging-and-starting welding device
RU2409890C1 (en) Electric energy generator
RU2015146668A (en) DEVICE AND METHOD FOR STRENGTH AMPLIFICATION OF ELECTRICAL SIGNALS (OPTIONS)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131006