RU547U1 - Device for powering a fluorescent lamp - Google Patents

Abstract

Устройство для питания люминесцентной лампы, содержащее транзисторный инвертор с цепями его питания и управления, к выходу которого подключена цепь, содержащая дроссель, разделительный конденсатор и разрядный промежуток люминесцентной лампы, образуемый первыми выводами первого и второго электродов люминесцентной лампы, причем между вторыми выводами электродов включена цепь, содержащая резонансный конденсатор и позистор, отличающееся тем, что параметры позистора удовлетворяют условиям М = (0,9 - 3.0)*(N*T1*Rртс/T2*Re) (Дж/°С), (T2*M)(/Rртс*I^2)= (0,4-2) (°С); (Rртс+2Re)*I<0,7*Uз; где M и N - теплоемкости позистора и электрода ; T1 - температура электродов, при которой следует осуществлять зажигание, °С; T2 - температура перехода позистора из низкоомного в высокоомное состояние, °С; Re - среднее сопротивление электродов в диапазоне температур от 0 до T1, Ом; Rртс - среднее сопротивление позистора в диапазоне температур от 0 до T2, Ом; I - выходной ток, A; Uз - напряжение зажигания, В.A device for supplying a fluorescent lamp, containing a transistor inverter with its power and control circuits, to the output of which is connected a circuit containing a choke, an isolation capacitor and a discharge gap of the fluorescent lamp, formed by the first terminals of the first and second electrodes of the fluorescent lamp, and a circuit is connected between the second terminals of the electrodes containing a resonant capacitor and a posistor, characterized in that the parameters of the posistor satisfy the conditions M = (0.9 - 3.0) * (N * T1 * Rpts / T2 * Re) (J / ° С), (T2 * M) (/ Rpts * I ^ 2) = (0.4-2) (° C ); (Rrts + 2Re) * I <0.7 * Uз; where M and N are the heat capacities of the posistor and electrode; T1 is the temperature of the electrodes at which ignition should be carried out, ° C; T2 is the transition temperature of the posistor from a low-resistance to a high-resistance state, ° С; Re is the average resistance of the electrodes in the temperature range from 0 to T1, Ohm; Rrts is the average resistance of the posistor in the temperature range from 0 to T2, Ohm; I is the output current, A; Uз - ignition voltage, V.

Description

Устройство относится к электротехки ;е, в частности, к a ei: poHHb ivi пзско-регулирующим аппаратам (ЗПРА) для люминесценткы : ланш (ЛЛ) иThe device relates to electrical engineering; e, in particular, to a ei: poHHb ivi CCD-regulating apparatus (ZPRA) for luminescent: lunch (LL) and

может быть использовано в осветительных установзшх рагличного илзначоикя.can be used in lighting systems

в большинстве известных электронных пуско-рез лирущих ycTpoiCTs (см. .например, па т. США № 4459516 по кл. 315/209, заявка ФРГ J 362:УМЯ по кл. Н05В 41/29) не предусмотрены спещальнне меры по искл очснию возможности зажигания М с недостаточно прогреты ли электродами. По ото1; причине долговечность М при применении этих ЗПРА оь:азывается, 1-я к правило, ниже потенциально возможной, что является их недостатке-.:.most of the well-known electronic starting-cutting ycTpoiCTs (see, for example, US Pat. No. 4459516 according to CL 315/209, FRG application J 362: UMN according to CL 05/41 41/29) do not take special measures to exclude the possibility of ignition M with whether the electrodes are not warm enough. According to 1; Because of this, the durability of M when applying these ballasts is: it seems that the 1st rule is lower than the potential, which is their disadvantage -.:.

Известны ЭПРА, в которых предусмотрены специальные меры по сни кению риска зажигания ЛЛ с недостаточно прогретытж электродами (см. ,4 5пример, а.с.СССР 1403393 по КЛ.Н05В 41/24.ж.Светотехника 5 ,,0.7-8) путем использования дополнительного реле времеки ко/чА /-/-///,// ро зона ясные конденсаторы или путем использования в ЭПРЛ узла для измекекия частоты, выполненного на дополнительном транзисторе, трансфертна горе и др.элементах. Общим недостатком этих ЗПРА является отнооительюя слогг ность, а, следовательно, повышенная себестоимость и покиженнпя надежность.Electronic ballasts are known in which special measures are provided to reduce the risk of ignition of LL with insufficiently heated electrodes (see, for example 4, A.S.SSSR 1403393 according to KL.N05V 41/24. Lighting technology 5, 0.7-8) by the use of an additional relay in time to / hA / - / - ///, // the zone is clear capacitors or by using a node in the EPRL for measuring the frequency, made on an additional transistor, transfer mount, and other elements. A common drawback of these ballasts is the relative syllable, and, consequently, the increased cost and reduced reliability.

Известен ЭПРА (патент ЕР OI56439BI - прототип), в котором, д..1я. обеспечения предварительного прогрева электродов ЛЛ, параллельно p;:;3p i:iiior.fy промежутку и последовательно с электродагли ЛЛ вгшьэчен резистор с поло}гжтельным температурным коэффициентом сопротивления (позистор). При этом, согласно даннол у решению, теплоемкость позистора (А1 ) и тог.яоеглкость электродов ЛЛ (Д ) связаны соотношением:Known electronic ballasts (patent EP OI56439BI - prototype), in which, d.1a. ensuring preliminary heating of the LL electrodes, parallel to p;:; 3p i: iiior.fy the resistor with positive temperature coefficient of resistance (posistor) is inserted into the gap and sequentially from the LL electric arc. At the same time, according to the solution, the heat capacity of the posistor (A1) and the current sensitivity of the LL (D) electrodes are related by the ratio:

() АК 3 ) ; () AK 3);

где: Tj (°С) - температура электродов ЛЛ, при которой желательно осуществлять зажигание ЛЛ;where: Tj (° С) is the temperature of the LL electrodes at which it is desirable to ignite the LL;

То (°С) температура, при которой позистор переходит из низ соомного в высокоолшое состояние (базовая тегшературз); ( Исходная температуры позистора и электродов ЛЛ прк11ята рзвно ; ну.та), Несмотря на свои достоинства (простота схемной реализаций , jiaiiiioe решение не лишено недостатков, а именно: схегтюе /т уолсз;:я, накладываемые выражением (I), не исключают зажигания ЛЛ при :.-1е.;юста точном прогреве электродов, что сопровождается разрушением ;-jX о:-:ол;.:.ного слоя и снижением долговечности ЛЛ. Целью жзафетвййя является оптишзация режима зажигания ЛЛ. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для плтзиия Ли, содержащем транзисторный инвертор с цепями его питания и управления, к выходу которого подключена цепь, содержащая дроссель, разделительный конденсатор и разрядный промежуток ЛЛ, образуемый первымивыводами первого и второго электродов II, между вторыми вывода,® -перзого и второго электродов подключена цепь, содержащая резонансный хсмизноптор и позистор, причем свойства и параметры позистора выбирают ;:з условий /1/- Ti - Rpr А1 .(0,9,0)(2) Г2А -д .( KfTC J (RPT - o/ 5r/7 где: у - выходной ток транзисторного инвертора (де оствуюи.ее зткчение); и - напряжение зажигания ЛЛ при температуре электровоз меньше Tj. Совместное выполнение условий (2)-(4) обеспечивает оптимизац/по ряжима зажигания ЛЛ за счет того, что для разлртчных типов ЛЛ с разныш ноглинальныгда рабочими токами применение позистора с уг:азанными выло свойствагли обеспечивает: 1)быстрый (за 1-2 сек) прогрев электродов Л.Я до тег«шературы, при которой зажигание электрического разряда не сопрово: лается актизчы-. разрушением оксидного слоя катодов; 2)недостаточную для зажигания разряда в ЛЛ разность поте-щи-элов г.-е:-::ду электродами в течение времени их прогрева, и быстрое поБы.пение этой разности потенциалов до и свыше напряжения зажигания только после достаточного прогрева катодов. Необходимо отметить, что переход ЛЛ из режима предварительного прогрева в режим зажигания и собственно зажигание ЛЯ происходят Б заявляемом устройстве весьма быстро (за время менее 0,1 ), что, совместно с обеспечиваегушм предварительным прогревом катодов, практически исключает фазу тлеющего разряда, отрицательно в яияюп;; ю i-a долговечность ЛЛ. / That (° C) is the temperature at which the posistor changes from a low coma to a high state (basic tegscheraturs); (The initial temperature of the posistor and the LL electrodes is very vague; well), Despite its merits (simplicity of circuit implementations, the jiaiiiioe solution is not without drawbacks, namely: shtutye / t walsz;: I, imposed by expression (I), do not exclude ignition LL with: .- 1е.; Just accurate heating of the electrodes, which is accompanied by destruction; -jX о: -: ol;.:. Of the left layer and a decrease in the durability of LL. The purpose of this is to optimize the ignition mode of LL. This goal is achieved by device for pltziya Lee containing a transistor inverter with its circuits power supply and control, the output of which is connected to a circuit containing a choke, an isolation capacitor and a discharge gap LL formed by the first outputs of the first and second electrodes II, between the second terminals of the ® -first and second electrodes is connected a circuit containing a resonant microchip resistor and a posistor, the properties and the parameters of the posistor are selected;: from the conditions / 1 / - Ti - Rpr A1. (0.9.0) (2) G2A-d. (KfTC J (RPT - o / 5r / 7 where: y is the output current of the transistor inverter ( de osstvuyu.ee chtchenie); and - LL ignition voltage at an electric locomotive temperature less than Tj. The joint fulfillment of conditions (2) - (4) ensures optimization of the ignition capacity of LL due to the fact that for different types of LL with different operating currents, the use of a posistor with an angle of azole: howling the properties of gli ensures: 1) fast (in 1-2 seconds ) heating of the electrodes of L. Ya to the tag "sheratury, in which the ignition of an electric discharge is not accompanied: act. destruction of the oxide layer of the cathodes; 2) the difference of the potent electrons insufficient for ignition of the discharge in LL: - :: do the electrodes during the time of their heating, and the fast singing of this potential difference to and above the ignition voltage only after sufficient heating of the cathodes. It should be noted that the transition of the LL from the preheating mode to the ignition mode and the actual ignition of the AL occur with the inventive device very quickly (in less than 0.1 time), which, together with providing a preliminary preheating of the cathodes, practically eliminates the glow discharge phase, negatively ;; Yu i-a durability LL. /

Обозначения на фиг.1Designations in figure 1

транзисторный инвертор с цепями управления;transistor inverter with control circuits;

узел питания инвертора;inverter power unit;

дроссель;throttle;

разделительный конденсатор;isolation capacitor;

5 - лкминесцентная лампа;5 - a luminescent lamp;

6- резонансный конденсатор;6- resonant capacitor;

7- позистор.7- posistor.

В качестве инвертора I может быть использован пол гмостово трзизисторный инвертор с трехобмоточным токовым трансФорштором в цепях управления транзисторами и цепью запуска, выполненной на дииисторногу релаксационном генераторе. Предпочтительная рабочая частота инБсртора I - кГц.As an inverter I, a half-bridge trisistor inverter with a three-winding current transForshor in transistor control circuits and a start circuit made on a diistoric relaxation generator can be used. The preferred operating frequency of inBsrtor I is kHz.

В качестве узла питания инвертора 2 может быть использозам зьатряштель с накопительным конденсатором. При необходимости узел ;-, .юж.етAs a power supply unit of the inverter 2 can be used in conjunction with an accumulator capacitor. If necessary, a knot; -,.

быть дополнен фильтром радиопомех, фильтром гармоник сетевого с;ко ; (или) стабилизатором напряжения.be supplemented by a radio noise filter, a harmonic filter of the network s; (or) voltage stabilizer.

Дроссель 3 и разделительный конденсатор 4 образуют после л о iJ тел ьНЗЮ баластную цепь ддя ЛЛ 5 в рабочем режиме, а совместно с резонансным конденсатором б дроссель 3 образует контур, резонансная частота и добротность которого управляется позистором 7.The inductor 3 and the isolation capacitor 4 form a ballast circuit for LL 5 after operation, and together with the resonant capacitor b, the inductor 3 forms a circuit whose resonant frequency and quality factor are controlled by the resistor 7.

Работает заявляемое устройство следующим образом. Пос-ае вмяючеиия в инверторе I возбуадаются автоколебания, которые с его вы.хода через дроссель 3 и конденсатор 4 поступают на первый вывод первого электрода лЛ 5. Выходной ток инвертора I, протекающий через цепь, Бключакти-угз первый электрод ЛЛ 5, позистор 7 с параллельно включенным комдрысатором б и второй электрод ЛЛ 5, определяется напряжением питания инвертора I и импедансом дросселя 3 и конденсатора 4. Зтот ток нагревает электроды ЛЛ 5 и позистор 7 в течение времени, опреде.яяемсгс со-язсно условию (3), температурой позистора Tg, его теплоемкостью /1 , осгфотивлениеы ртб и выходшйл током инвертора I У .The claimed device operates as follows. Most likely, in the inverter I, self-oscillations are excited, which from its output through the inductor 3 and the capacitor 4 go to the first output of the first LL electrode 5. The output current of the inverter I flowing through the circuit, Blyakakti-ugs the first LL LL 5, 7 resistor with the bridging device b and the second electrode LL 5 connected in parallel, it is determined by the supply voltage of the inverter I and the impedance of the inductor 3 and capacitor 4. This current heats the LL electrodes 5 and the posistor 7 for a period of time, which determines, in conjunction with condition (3), the temperature of the resistor Tg, its heat capacity Tew / 1, osgfotivleniya RTB and output current inverter I U.

Это время, в течение которого температура позистора 7 достигает значения Tg, должно составлять, согласно условию (3) 0, оек. При меньших значениях времени существует риск недостаточного прогрекл елся оксида на электродах ЛЛ 5, а при больших значени.ях времени у глг :пают ся потребительские свойства светильника с использованием данкого технического решения.This time, during which the temperature of the posistor 7 reaches the value of Tg, should be, according to condition (3) 0, ok. At lower values of time, there is a risk of insufficient heating of the oxide on LL 5 electrodes, and at high values of time at GLG: consumer properties of the lamp are written using this technical solution.

Выполнение условия (2) обеспечивает одновременность narpeiis исзцстора 7 до тегшературы Tg и электродов ЛЛ 5 до температуры Тт. При этсг.больщим значениям множителя перед правой частью соответствует бп-лео полный прогрев электродов ЛЛ 5.The fulfillment of condition (2) ensures the simultaneity of narpeiis from the effector 7 to the teg terature Tg and the LL electrodes 5 to the temperature Tm. When this value is large, the multiplier in front of the right side corresponds to bp-leo full heating of LL 5 electrodes.

- ч - 6- - h - 6-

Выполнение условия (4) исключает риск зажигания Ля 5 до тех пор, пока происходит прогрев позистора 7 и электродов ЛЛ 5.The fulfillment of condition (4) eliminates the risk of ignition of La 5 as long as the posistor 7 and LL electrodes 5 are heated.

После достижения температурой позистора 7 значения, рзБясг:; Т;/, его сопротивление резко возрастает. По этой причине всзрэстао напряжение на позисторе 7 и, следовательно, на разряллом проме--л/тке jJi ,: Из-за резонанса в контуре, образуемом дросселем 3 и конденсзтороу 4 и б напряжение на разрядном промежутке ЛЛ 5 гложет превыають г апряжение питания инвертора I, и обеспечивает надежное и быстрое зп.укгзмиеAfter the temperature reaches 7 values, rzByasg :; T; /, its resistance increases sharply. For this reason, the voltage across the posistor 7 and, therefore, across the loose jLi circuit is extremely high: Due to resonance in the circuit formed by the inductor 3 and the capacitor 4 and b, the voltage across the discharge gap LL 5 can exceed the inverter power supply I, and provides reliable and fast s.p.

тгтт с jiJi О .ttt with jiJi Oh.

С учетом предварительного прогрева электродов ЛЛ 5 быстр;й р-ст напряжения на ЛЛ 5 обеспечивает исключение разрушительных ддя Mei-i родов режимов однополупериодного и тлеющего разрядов.Taking into account the preliminary heating of the LL 5 electrodes, it is fast; the r-st voltage on the LL 5 ensures the exclusion of destructive for Mei-i types of modes of half-wave and glow discharges.

На практике позистор 7 может быть изготовлен, наприг-.ер, с.оо-; ветствующим образогл легированного титана та бария с тешюратурс;: Тв пределах 100 130°С. Значение сопротивления для розл1г-:1ыхIn practice, the posistor 7 can be made, for example, .er, sooo; The prevailing image of alloyed titanium and barium with tesuraturs ;: TV limits 100 130 ° С. Resistance value for rose 1g-: 1st

типов ЛЛ может находится в пределах 50-f500 Ом. Теп.71оеж-:ость nc-3no 0 pa АД имеет порядок 0,2-10,05 дж/°С. С учетом необходимости уменьшения нагрева позистором 7 других элементов устройства целессобрззно вьшолнять позистор 7 с минишльной теплоотводятцей поверхностью.LL types can range between 50-f500 ohms. Tep. 71 hedgehog: awn nc-3no 0 pa HELL is of the order of 0.2-10.05 j / ° C. Taking into account the need to reduce the heating by the posistor 7 of the other elements of the device, it is feasible to execute the posistor 7 with a mini-heat sink surface.

Лдя улучшения условий самовозбуждения инвертора I пооледозйтельнс с позистором 7 может быть включен конденсатор, имеющие на рзбочй; частоте игшеданс меньше, чем значение In order to improve the conditions of self-excitation of the inverter I, a capacitor having on the open can be connected with a posistor 7; frequency is less than the value

Авторы: /7п ВолковAuthors: / 7p Volkov

А.Ф.ГройсманA.F. Groysman

.А.Н.Рабодзей .-- С.Е.Шаталов.A.N. Rabodzey .-- S.E. Shatalov

Claims (1)

Устройство для питания люминесцентной лампы, содержащее транзисторный инвертор с цепями его питания и управления, к выходу которого подключена цепь, содержащая дроссель, разделительный конденсатор и разрядный промежуток люминесцентной лампы, образуемый первыми выводами первого и второго электродов люминесцентной лампы, причем между вторыми выводами электродов включена цепь, содержащая резонансный конденсатор и позистор, отличающееся тем, что параметры позистора удовлетворяют условиям М = (0,9 - 3.0)*(N*T1*Rртс/T2*Re) (Дж/°С), (T2*M)(/Rртс*I^2)= (0,4-2) (°С); (Rртс+2Re)*I<0,7*Uз; где M и N - теплоемкости позистора и электрода ; T1 - температура электродов, при которой следует осуществлять зажигание, °С; T2 - температура перехода позистора из низкоомного в высокоомное состояние, °С; Re - среднее сопротивление электродов в диапазоне температур от 0 до T1, Ом; Rртс - среднее сопротивление позистора в диапазоне температур от 0 до T2, Ом; I - выходной ток, A; Uз - напряжение зажигания, В.A device for supplying a fluorescent lamp, containing a transistor inverter with its power and control circuits, to the output of which is connected a circuit containing a choke, an isolation capacitor and a discharge gap of the fluorescent lamp, formed by the first terminals of the first and second electrodes of the fluorescent lamp, and a circuit is connected between the second terminals of the electrodes containing a resonant capacitor and a posistor, characterized in that the parameters of the posistor satisfy the conditions M = (0.9 - 3.0) * (N * T1 * Rpts / T2 * Re) (J / ° С), (T2 * M) (/ Rpts * I ^ 2) = (0.4-2) (° C ); (Rrts + 2Re) * I <0.7 * Uз; where M and N are the heat capacities of the posistor and electrode; T1 is the temperature of the electrodes at which ignition should be carried out, ° C; T2 is the transition temperature of the posistor from a low-resistance to a high-resistance state, ° С; Re is the average resistance of the electrodes in the temperature range from 0 to T1, Ohm; Rrts is the average resistance of the posistor in the temperature range from 0 to T2, Ohm; I is the output current, A; Uз - ignition voltage, V.