Устройство для питания спектральных ламп

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛАМП(71) Заявитель Конструкторско-технологическое республиканское унитарное предприятие Нуклон(72) Авторы Бузук Александр Александрович Курейчик Константин Петрович(73) Патентообладатель Конструкторско-технологическое республиканское унитарное предприятие Нуклон(57) 1. Устройство для питания спектральных ламп, содержащее два регулируемых источника питающего напряжения, связанные каждый со входами питания соответствующей группы блоков ламп, каждый из которых содержит одну лампу, подключенную через диод к входу питания этого блока, и схему формирования и стабилизации тока через нее, а также два узла определения максимального напряжения горения тлеющего разряда, входы каждого из которых связаны с электродами ламп соответствующей группы блоков ламп, а выход - соответственно с входом управления источника питающего напряжения этой группы, при этом один из источников питающего напряжения также связан через цепь зажигания тлеющего разряда со входами питания блоков ламп другого источника. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый узел определения максимального напряжения горения тлеющего разряда содержит делители напряжения, связанные с одноименными выводами соответствующих ламп своей группы, и общий делитель напряжения, связанный с другими выводами этих ламп, при этом выходы всех делителей связаны с соответствующими вычитающими усилителями, выходы которых через диоды связаны с выходом узла. 17325 1 2013.08.30 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цепь зажигания тлеющего разряда выполнена в виде последовательно соединенных токоограничивающего резистора и диода. Изобретение относится к атомно-абсорбционной спектрометрии и может быть использовано в спектральном приборостроении. Известно устройство питания ламп с полым катодом 1, включающее источник постоянного напряжения, блок формирования и стабилизации тока ламп с полым катодом. Недостатком устройства является невысокая надежность, поскольку для зажигания и дальнейшего питания ламп используется высокое напряжение, достигающее 500-700 В, в то время как напряжение горения работоспособных ламп не превосходит 250-450 В. Высокое напряжение приводит к увеличению токов утечек, которые особенно возрастают при повышении влажности окружающей среды и являются причиной электрического пробоя устройства. Кроме того, при питании 450-500 В избыток напряжения питания составляет около 250 В для стандартных ламп с полым катодом. При рабочем токе 25 мА энергетические потери на активных и пассивных элементах устройства составляют порядка 6,25 ватт, что сравнимо с потреблением лампой. Избыток мощности повышает температуру элементов,что также снижает их надежность. Известно также устройство питания группы спектральных ламп 2, включающее соединенные последовательно первый и второй источники постоянного напряжения, выходы которых связаны с блоками формирования и стабилизации тока спектральных ламп. Недостатком данного устройства также является невысокая надежность, поскольку для питания одной группы спектральных ламп используется напряжение 450 В, для другой группы (или одной лампы) используется напряжение величиной 650-700 В. Это напряжение получают путем суммирования напряжений одной группы - 450 В и напряжения другой группы, примерно равное 250 В. Таким образом, постоянно действующее максимальное напряжение в 650-700 В способствует увеличению токов утечек и электрическому пробою в данном устройстве. Задачей настоящего изобретения является повышение надежности. Поставленная задача достигается тем, что в устройство для питания спектральных ламп, содержащее два регулируемых источника питающего напряжения, связанные каждый со входами питания соответствующей группы блоков ламп, каждый из которых содержит одну лампу, подключенную через диод к входу питания этого блока, и схему формирования и стабилизации тока через нее, введены два узла определения максимального напряжения горения, входы каждого из которых связаны с электродами ламп соответствующей группы блоков ламп, а выход - соответственно с входом управления источника питающего напряжения этой группы, при этом один из источников питающего напряжения также связан через цепь зажигания тлеющего разряда со входами блоков ламп другого источника. Каждый узел определения максимального напряжения горения тлеющего разряда содержит делители напряжения, связанные с одноименными выводами соответствующих ламп своей группы, и общий делитель напряжения, связанный с другими выводами этих ламп,при этом выходы всех делителей связаны с соответствующими вычитающими усилителями, выходы которых через диоды связаны с выходом узла. Цепь зажигания тлеющего разряда выполнена в виде последовательно соединенных токоограничивающего резистора и диода. На фиг. 1 изображена схема заявляемого устройства. На фиг. 2 изображена схема узла определения максимального напряжения горения тлеющего разряда спектральных ламп. Устройство содержит регулируемые источники 1 и 2, цепь зажигания тлеющего разряда 3, блоки формирования и стабилизации тока спектральных ламп 4, 5 и 6, узлы опре 2 17325 1 2013.08.30 деления максимального напряжения горения тлеющего разряда 7 и 8. Выход 9 источника 1 нагружен на цепь 3 и блоки формирования и стабилизации токов 4 и 6, которые питают первую группу спектральных ламп. Лампы входят в состав указанных блоков. Входы 10, 11 и 12 узла определения максимального напряжения горения тлеющего разряда ламп в блоках 4 и 5 связаны с выходом источника 9 и электродами ламп в блоках 4 и 5. Выход 13 узла 7 подключен к управляющему входу источника 1. Выход источника 2 соединен со входом питания 15 блока формирования и стабилизации тока 6. К этому блоку подключен второй узел определения горения тлеющего разряда 8. Выход 17 узла 8 связан с управляющим входом 18 источника питания 2. Выход цепи 3 соединен с электродом лампы блока 6, который через диод 16 соединен с выходом 15 блока 2. С целью упрощения шина нулевого потенциала устройства не показана. Сопротивление резистора в цепи 3 выбрано так, что протекающий через него ток не превышает 500 мкА при напряжении 500 В. Такого тока достаточно для надежного зажигания тлеющего разряда в лампах. Регулируемые источники питания выполнены известным образом, например как в 1 на основе тиристорных преобразователей. Они могут быть выполнены и на основе обычных компенсационных регулируемых стабилизаторов напряжения. Блоки формирования и стабилизации тока ламп аналогичны блокам прототипа. Работа блока определения максимального значения напряжения, изображенного на фиг. 2, понятна из схемы. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии напряжение достигает 500 В на выходе источника 1 и 180 В на выходе источника 2. Напряжения 500 В достаточно как для зажигания ламп с полым катодом в блоках 4 и 5, так и для зажигания через цепь 3 дейтериевого корректора с несамостоятельным разрядом в блоке 6. После зажигания лампа в блоке 6 работает с током порядка 300 мА, напряжение горения ее разряда по техническим условиям может колебаться в пределах 50-150 В. Блок 8 выделяет напряжение, пропорциональное напряжению горения лампы в блоке 6, и подает его на управляющий вход источника 2. Источник 2 снижает напряжение питания так, что на выходе 15 не больше текущего напряжения горения на несколько, 1-5 В, больше, что требуется для стабилизации тока. После зажигания ламп в блоках 4 и 5 блок 7 выделяет напряжение, пропорциональное максимальному напряжению горения разрядов ламп, и подает его на управляющий вход источника 1. Источник 1 снижает напряжение на выходе 9 так, что оно превышает максимальное напряжение горения разряда ламп на 1-5 В, что требуется для стабилизации тока в лампах. Поскольку напряжение горения исправных ламп отличается на 10-30 В, на одном из блоков 4 или 5 будет рассеиваться большая мощность, чем на другом блоке. Однако при рабочих токах ламп с полым катодом в 10-30 мА эта мощность будет менее одного ватта,что несущественно, поскольку лампы потребляют несколько ватт. Таким образом, в заявляемом устройстве высокое напряжение питания используется только для зажигания разряда в лампах, причем для этого используется напряжение одного из регулируемых источников. По сравнению с прототипом дальнейшая работа устройства производится при меньших напряжениях питания, что повышает надежность при высокой влажности окружающей среды. Дополнительным положительным эффектом заявляемого способа является снижение энергетических потерь. Перечисленные отличительные признаки не следуют очевидным образом из сегодняшних знаний в данной области техники. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4