Устройство питания люминесцентной лампы

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ ЛАМПЫ(72) Автор Битно Леонид Григорьевич(57) Устройство питания люминесцентной лампы, содержащее фильтр сетевой, выпрямитель, корректор фактора мощности, блок низковольтного питания, коммутатор, два транзисторных ключа, трансформатор, дроссель, конденсатор поджига, отличающееся тем,что содержит резистор обратной связи, компаратор, элемент ИЛИ, одновибратор, генератор и блок защиты, при этом дроссель выполнен в виде катушки индуктивности с двумя обмотками, фильтр сетевой, выпрямитель и корректор фактора мощности соединены последовательно, первый выход корректора фактора мощности подключен к блоку низковольтного питания, а второй выход - к средней точке первичной обмотки трансформатора,выходы которого через обмотки катушки индуктивности и две нити накала люминесцентной лампы связаны с двумя обкладками конденсатора поджига, соответствующие выходы коммутатора подключены к затворам соответствующих транзисторных ключей, стоки которых подключены к крайним выводам первичной обмотки трансформатора, а истоки объединены и подключены к первому входу компаратора и через резистор обратной связи к общей шине устройства, второй вход компаратора подключен к источнику опорного напряжения, а выход - к первому входу элемента ИЛИ, выход которого через одновибратор связан с первыми входами коммутатора и генератора, выход которого подключен ко второму входу элемента ИЛИ и через блок защиты - ко второму входу коммутатора.(56)07029685 , 1993.97117449 , 1999.95110156 1, 1996.95104156 1, 1997.2139645 1, 1999.9629846 1, 1996.05047480 , 1993. Изобретение относится к электронным пускорегулирующим аппаратам газоразрядных источников света и может найти применение в энергосберегающих и экологических светильниках. Задачей изобретения является снижение величины низкочастотной пульсации тока лампы. Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена структурная схема устройства питания люминесцентной лампы на фиг. 2 - электрическая схема одновибратора на фиг. 3 - электрическая схема коммутатора на фиг. 4 - электрическая схема генератора на фиг. 5 - электрическая схема блока защиты. Устройство содержит фильтр сетевой А 1 (фиг. 1), предназначенный для исключения возможности попадания в питающую сеть высокочастотных помех, возникающих при переключении силовых элементов устройства двухполупериодный выпрямитель А 2 корректор фактора мощности 3, предназначенный для преобразования выпрямленного напряжения, поступающего с выхода выпрямителя А 2, в постоянное напряжение,при этом потребление тока должно совпадать по форме и фазе с питающим напряжением блок низковольтного питания А 4, предназначенный для элементов управления схемы автогенератор тока с фиксированной выходной амплитудой, включающий коммутатор А 5, два транзисторных ключа 1 и 2, трансформатор Тр, дроссель , конденсатор поджига С, люминесцентную лампу , резистор обратной связи , компаратор А 6, элемент ИЛИ А 7, одновибратор А 8, генератор А 9 и блок защиты А 10 с соответствующими связями. Основные функции питания люминесцентной лампы выполняет автогенератор тока с фиксированной выходной амплитудой. Принята двухтактная схема коммутации со средней точкой первичной обмотки трансформатора. Рассмотрим работу автогенератора в установившемся режиме (лампа горит). Ток, протекающий в первичной цепи трансформатора Тр, замыкается через один из открытых транзисторов (1). Этот ток возрастает пропорционально току вторичной обмотки трансформатора Тр 1, замыкающемуся через дроссельи лампу . Соответственно, на резисторе обратной связивозрастает напряжение, которое сравнивается с опорным напряжениеми, при их совпадении, компаратор А 6 на выходе В 1 формирует сигнал, который через элемент ИЛИ А 7 запускает одновибратор А 8, формирующий импульс длительностью 3,54 мкс. Этот импульс, поступая на первый вход коммутатора А 5 сначала, закрывает на время своей длительности оба транзисторных ключа 1, 2, после чего осуществляет их коммутацию (ранее открытый транзисторный ключ остается закрытым, а ранее закрытый - открывается). В фазе поджига люминесцентной лампыустройство работает следующим образом. Выходной ток замыкается по цепи выходная обмотка трансформатора Тр, обмотки дросселя , катоды люминесцентной лампыи емкость поджига С. Катоды люминесцентной 2 6572 1 лампыподогреваются током колебательного контура, образованного индуктивностью дросселяи емкостью поджига С. При повышении температуры катодов люминесцентной лампыее напряжение пробоя снижается и лампа загорается. Внутреннее сопротивление зажженной лампы значительно снижается. Добротность последовательного колебательного контура также резко снижается и, соответственно, снижается частота питания лампы. Эта частота должна быть установлена выше частоты генератора А 9, в противном случае блок защиты А 10 выключит коммутацию транзисторных ключей 1, 2. Запуск схемы автогенератора на частоте колебательного контурапри негорящей люминесцентной лампеосуществляется импульсами генератора А 9, через второй вход элемента ИЛИ А 7, поступающими на вход одновибратора А 8. Частота импульсов генератора А 9 в момент включения устройства в 2-2,5 раза превышает номинальную частоту питания люминесцентной лампыи, затем, снижается ниже рабочей частоты питания люминесцентной лампы . Кроме функции выключения транзисторных ключей и их коммутации, импульс с выхода одновибратора А 8 поступает на вход генератора А 9 и осуществляет его сброс в случае, если время нарастания тока на резисторе обратной связименьше, чем период формирования импульса генератором А 9. Таким образом, если частота генерации, определяемая индуктивностью , емкостью С и максимальным током , протекающим через резистор обратной связи(/), выше частоты генератора, то транзисторные ключи 1 и 2 переключают обмотки трансформатора Тр 1 с этой частотой. Если частота генерации ниже частоты генератора А 9, то переключение обмоток происходит с частотой генератора. В этом случае, импульсы с выхода генератора поступают на вход блока защиты А 10, который анализирует наличие этих импульсов и, если устройство работает на частоте генератора в течение времени 1-2 с, подает сигнал на второй вход коммутатора А 5 для выключения обоих транзисторных ключей 1 и Т 2. Токустанавливается выбором опорного напряженияи величины резистора обратной связи , исходя из требуемой величины тока питания лампыи параметров трансформатора Тр 1, в следующей последовательности 1. Вычисляется коэффициент трансформации (1) трансформатора Тр 1, исходя из требуемой величины напряжения выхТр 1 на выходе трансформатора Тр 1 и величины напряжения выхА 3, подаваемого с выхода В 2 корректора фактора мощности 3 на среднюю точку первичной обмотки трансформатора Тр 1 по формуле КТр 12 выхА 3/выхТр 1. 2. Вычисляется величина опорного напряжениякомпаратора А 6 и по формуле 2 ф/1, где- ток лампыКф - коэффициент формы тока лампы(1,51,7). Например Ток лампы ЛБ-400,42 Напряжение выхА 3380 В. Напряжение выхТр 1220 В. Сопротивление 1,0 Ом. Коэффициент формы Кф 1,5. 12 выхА 3/выхТр 12380/2003,45.2 Кф/121,00,421,6/3,450,38 В. Одновибратор А 8 (фиг. 1) содержит три элемента ИЛИ (фиг. 2), два конденсатора С 1 и С 2 и два резистора 1 и 2. Одновибратор запускается положительным фронтом. Положительный перепад с выхода М 1 дифференцируется двумя цепочками 11 и 22 и поступает, соответственно, на элементы М 2 и М 3. Длительность импульса на выходе М 2 больше на 1-2 мкс, чем длительность на выходе М 3. Это необходимо для того, чтобы повторный запуск одновибратора А 8 (фиг. 1) не мог произойти ранее, чем через 1-2 мкс,после окончания предыдущего импульса. Коммутатор А 5 (фиг. 1) представлен на фиг. 3. Он содержит счетный триггер М 4(фиг. 6) и два 3-входовых элемента ИЛИ-НЕ М 5 и М 6. Импульс, поступающий на вход счетного триггера М 4, осуществляет его переключение и, поступая одновременно на вхо 3 6572 1 ды элементов ИЛИ-НЕ М 5 и М 6, формирует на их выходах нулевой уровень в течение своего действия. По окончании действия входного импульса сигналы с выходов счетного триггера М 4 инвертируются элементами ИЛИ-НЕ М 5 и М 6 и подаются на входы транзисторных ключей 1 и 2. Генератор А 9 (фиг. 1) представлен на фиг. 4. Он содержит три резистора 3, 4 и 5,три конденсатора С 3, С 4 и С 5, полевой транзистор Т и пороговый элемент с инвесией М 7. Генератор выполнен по схеме с жестким самовозбуждением. Длительность импульса определяется дифференцирующей цепочкой 35. Период следования импульсов определяется интегрирующей цепочкой 45. В первый момент времени, после подачи питания на схему, параллельно резистору 4 подключен резистор 3 и частота генератора выше, чем в установившемся режиме, пока не зарядится конденсатор С 4. В режиме генерации, когда частота поступления импульсов на вход генератора выше частоты генерации, определяемой цепочкой 45, емкость С 5 разряжается раньше, чем напряжение на ней достигнет порога элемента М 7, и на выходе генератора импульсы не формируются. Блок защиты А 10 (фиг. 1) содержит -триггер М 6 (фиг. 5), три резистора 6, 7 и 8, два конденсатора С 6 и С 7 и диод 1. При подаче питания интегрирующая цепочка 78 устанавливает -триггер М 8 в исходное состояние - низкий уровень на выходетриггера М 8. Импульсы, поступающие на вход блока защиты, заряжают накопительную емкость С 6 и, когда напряжение на ней превысит порог срабатывания микросхемы М 8,триггер перебрасывается, и на выходе блока защиты появляется высокий уровень, выключающий транзисторы 1 и 2 (фиг. 1) через коммутатор А 5. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.