Устройство поджига люминесцентной лампы

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ПОДЖИГА ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ ЛАМПЫ(71) Заявитель Гомельское УПУП Светотехника ОО БелТИЗ(72) Авторы Белов Александр Иванович Михаснок Валерий Петрович Мигаев Владимир Петрович Сидоренко Евгений Григорьевич Солонович Василий Михайлович(73) Патентообладатель Гомельское УПУП Светотехника ОО БелТИЗ(57) 1. Устройство поджига люминесцентной лампы, содержащее последовательно включенные сетевой фильтр, двухполупериодный выпрямитель и полумостовой инвертор, выполненный на двух транзисторных ключах, по меньшей мере один дроссель с одной первичной обмоткой, -цепь, конденсатор которой подключен к отрицательному выводу выпрямителя,пороговый элемент, один вывод которого подключен к средней точке -цепи, два последовательно соединенные и подключенные в обратном направлении к выходу выпрямителя диода, трансформатор с одной первичной обмоткой, соединенной одним концом с общей точкой транзисторных ключей инвертора, которая подключена к общей точке последовательно соединенных диодов, а другим концом с первым выводом первичной обмотки дросселя, и двумя вторичными обмотками, подключенными к выводам соответствующих транзисторных ключей инвертора, конденсатор, включенный между первыми выводами для подключения разных электродов лампы, вторые выводы для подключения разных электродов лампы, при этом второй вывод для подключения второго электрода лампы подключен к другому выводу 1140 первичной обмотки дросселя, отличающееся тем, что в него введены два диода, включенные анодами на эмиттеры, а катодами - в базы соответствующих транзисторных ключей инвертора, резистор, один вывод которого подключен ко второму выводу порогового элемента, а другой к базе транзисторного ключа, соединенного эмиттером с отрицательным выводом выпрямителя, дополнительный резистор в -цепь, включенный параллельно конденсатору-цепи, конденсатор, один вывод которого подключен к отрицательному выводу выпрямителя, а другой вывод подключен ко второму выводу для подключения первого электрода лампы, вторичная обмотка дросселя, один вывод которой соединен с отрицательным выводом выпрямителя, схема защиты от аномального режима работы лампы, состоящая из полевого транзистора, по меньшей мере четырех резисторов, по меньшей мере одного диода,конденсатора и стабилитрона, при этом сток полевого транзистора соединен с базой транзистора транзисторного ключа инвертора, связанного с отрицательным выводом выпрямителя,затвор соединен с одним из выводов первого резистора и с одним из выводов стабилитрона,второй вывод стабилитрона соединен с выводами параллельно включенных второго резистора и конденсатора и одним из выводов третьего резистора, второй вывод которого через последовательно включенные четвертый резистор и диод соединен со вторым выводом вторичной обмоткой дросселя, а вторые выводы конденсатора, первого и второго резисторов и исток полевого транзистора соединены с отрицательным выводом выпрямителя, а также диод, резистор и конденсатор, при этом одни выводы диода, резистора и конденсатора соединены со средней точкой инвертора, второй вывод диода соединен со средней точкой -цепи,а вторые выводы резистора и конденсатора соединены с положительным выводом выпрямителя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сетевой фильтр выполнен в виде Шобразного сердечника из электротехнической стали с двумя обмотками.(56) 1. Патент СССР 1457821, МКИ Н 05 В 41/24, 41/29, опубл. 07.01.89. 2. Патент СССР 1574187, МКИ Н 05 В 41/29, опубл. 14.03.90. 3. Патент РФ 000056 на полезную модель, МПК Н 05 В 41/20, опубл. 25.08.94 (прототип). Полезная модель относится к электротехнике и предназначена для обеспечения поджига и рабочего режима люминесцентной лампы (ЛЛ). Известен электронный балласт для разрядной лампы и его варианты 1, содержащий источник постоянного тока, запускающий трансформатор с первичной обмоткой и базовыми обмотками, катушкой индуктивности, разрядную лампу, зажигающий конденсатор,резонансные конденсаторы, диоды, конденсатор фильтра, магнитопровод, переменный резистор, однопереходный транзистор, постоянный резистор, два транзистора, тиристор. При возникновении аномального режима работы ЛЛ (дезактивированная лампа) в данном устройстве создаются условия, выводящие из строя транзисторы, что снижает эксплуатационную надежность устройства. Кроме этого, отсутствие на входе устройства фильтра высших гармоник приводит к повышению уровня радиопомех. Известно также устройство для эксплуатации одной или нескольких газоразрядных ламп низкого давления в высокочастотном режиме 2, содержащее фильтр высших гармоник, выпрямитель сетевого напряжения, инвертор, контур резонанса напряжений, узел повторного включения, состоящий из конденсатора и резистора, и отключающий блок на тиристоре,управляемый от измерителя перенапряжений резонансных индуктивных элементов. Такая конструкция достаточно сложная. Это снижает надежность устройства и повышает его стоимость. Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство для зажигания и питания газоразрядных ламп низкого давления 3, содержащее последовательно вклю 2 1140 ченные сетевой фильтр, двухполупериодный выпрямитель и полумостовой инвертор, выполненный на двух конденсаторах и двух транзисторных ключах, дроссель, -цепь, конденсатор которой подключен к отрицательному выводу выпрямителя, пороговый элемент,включенный между средней точкой -цепи и базой транзистора транзисторного ключа инвертора, связанного с отрицательным выводом выпрямителя, трансформатор с двумя вторичными обмотками, подключенными к входам соответствующих транзисторных ключей, конденсатор, включенный между выводами для подключения разных электродов лампы, два резистора и два последовательно соединенных и подключенных в обратном направлении к выходу выпрямителя диода. Кроме этого, устройство содержит также два диода, включенных в прямом направлении в эмиттерные цепи соответствующих транзисторных ключей инвертора, и вторые выводы для подключения каждого электрода лампы,при этом второй вывод для подключения первого электрода лампы соединен с общей точкой конденсаторов инвертора, параллельно которым подключены упомянутые резисторы,второй вывод для подключения второго электрода лампы соединен через последовательно включенные дроссель и первичную обмотку трансформатора с общей точкой транзисторных ключей инвертора, которая подключена к общей точке последовательно соединенных диодов, а резистор -цепи соединен с первым выводом для подключения первого электрода лампы. Недостатком данного устройства является то, что в нем отсутствует защита от аномального режима работы лампы, а также конденсатор для завала фронтов переключающих импульсов, введение которого в устройство для зажигания ЛЛ приводит к снижению уровня радиопомех. Задачей, решаемой заявляемой полезной моделью, является защита от аномального режима работы ЛЛ, обеспечение оптимального рабочего режима и снижение уровня радиопомех. Задача решается за счет того, что в устройстве, состоящем из последовательно включенного сетевого фильтра, двухполупериодного выпрямителя и полумостового инвертора,выполненного на двух транзисторных ключах, по меньшей мере одного дросселя с одной первичной обмоткой, -цепи, один вывод конденсатора которой подключен к отрицательному выводу выпрямителя, порогового элемента, один вывод которого подключен к средней точке -цепи, двух последовательно соединенных и подключенных в обратном направлении к выходу выпрямителя диодов, трансформатора с одной первичной обмоткой, соединенной одним концом с общей точкой транзисторных ключей инвертора, которая подключена к общей точке последовательно соединенных диодов, а другим концом с первым выводом первичной обмотки дросселя, и двух вторичных обмоток, подключенных к выводам соответствующих транзисторных ключей инвертора, конденсатора, включенного между первыми выводами для подключения разных электродов лампы, вторых выводов для подключения разных электродов лампы, при этом второй вывод для подключения второго электрода лампы подключен к другому выводу первичной обмотки дросселя, введены два диода, включенные анодами на эмиттеры, а катодами - в базы соответствующих транзисторных ключей инвертора, резистор, один вывод которого подключен ко второму выводу порогового элемента, а другой к базе транзисторного ключа,соединенного эмиттером с отрицательным выводом выпрямителя, дополнительный резистор в -цепь, включенный параллельно конденсатору -цепи, конденсатор, один вывод которого подключен к отрицательному выводу выпрямителя, а другой вывод подключен ко второму выводу для подключения первого электрода лампы, вторичная обмотка дросселя, один вывод которой соединен с отрицательным выводом выпрямителя,схема защиты от аномального режима работы лампы, состоящая из полевого транзистора,по меньшей мере четырех резисторов, по меньшей мере одного диода, конденсатора и стабилитрона, при этом сток полевого транзистора соединен с базой транзистора транзисторного ключа инвертора, связанного с отрицательным выводом выпрямителя, затвор 3 1140 соединен с одним из выводов первого резистора и с одним из выводов стабилитрона, второй вывод стабилитрона соединен с выводами параллельно включенных второго резистора и конденсатора и одним из выводов третьего резистора, второй вывод которого через последовательно включенные четвертый резистор и диод соединен со вторым выводом вторичной обмоткой дросселя, а вторые выводы конденсатора, первого и второго резисторов и исток полевого транзистора соединены с отрицательным выводом выпрямителя, а также диод, резистор и конденсатор, при этом одни выводы диода, резистора и конденсатора соединены со средней точкой инвертора, второй вывод диода соединен со средней точкой -цепи, а вторые выводы резистора и конденсатора соединены с положительным выводом выпрямителя. В устройстве сетевой фильтр может быть выполнен в виде Ш-образного сердечника из электротехнической стали с двумя обмотками. На фиг. 1 изображена электрическая схема устройства для эксплуатации одной лампы,на фиг. 2 - электрическая схема устройства для параллельного включения двух ламп. Устройство поджига одной люминесцентной лампы содержит последовательно включенные сетевой фильтр 1, двухполупериодный выпрямитель 2 и полумостовой инвертор 3,выполненный на двух транзисторах 4, 5, работающих в ключевом режиме, дроссель 6,имеющий первичную обмотку 7 и вторичную обмотку 8, -цепь, состоящую из двух резисторов 9, 10 и конденсатора 11, при этом один вывод резистора 10 и конденсатора 11 подключены к отрицательному выводу выпрямителя 2, пороговый элемент 12, выполненный на переключающем диоде, один вывод которого подключен к средней точке -цепи,а другой через резистор 13 подключен к базе транзистора 5, трансформатор 14 с одной первичной обмоткой 15, соединенной одним концом со средней точкой инвертора 3, а другим - с одним из выводов первичной обмотки 7 дросселя 6, и двумя вторичными обмотками 16, 17, подключенными соответственно через резисторы 18, 19 к базам транзисторов 4, 5, конденсатор 20, включенный между первыми выводами 21, 22 разных электродов лампы 23. Второй вывод 24 первого электрода лампы 23 через конденсатор 25 подключен к отрицательному выводу выпрямителя 2, а второй вывод 26 второго электрода лампы 23 соединен с другим выводом первичной обмотки 7 дросселя 6. Устройство также содержит два последовательно соединенных и подключенных в обратном направлении к выходу выпрямителя диода 27, 28, средняя точка которых подключена к средней точке инвертора 3, а также схему защиты от аномального режима работы лампы, состоящую из полевого транзистора 29, четырех резисторов 30-33, диода 34, конденсатора 35 и стабилитрона 36, при этом сток полевого транзистора 29 соединен с базой транзистора 5,затвор соединен с одним из выводов резистора 30 и с одним из выводов стабилитрона 36,второй вывод стабилитрона 36 соединен с выводами параллельно включенных резистора 31 и конденсатора 35 и одним из выводов резистора 32, второй вывод которого через последовательно включенные резистор 33 и диод 34 соединен со вторым выводом вторичной обмотки 8 дросселя 6. Первый вывод обмотки 8 соединен с отрицательным выводом выпрямителя 2. Вторые выводы конденсатора 35, резисторов 30, 31 и вывод истока полевого транзистора 29 соединены с отрицательным выводом выпрямителя 2. Устройство включает также диод 37, резистор 38 и конденсатор 39, диоды 40, 41, при этом одни выводыдиода 37, резистора 38 и конденсатора 39 соединены со средней точкой инвертора 3,второй вывод диода 37 соединен со средней точкой -цепи, а вторые выводы резистора 38 и конденсатора 39 соединены с положительным выводом выпрямителя 2. Диоды 40, 41 анодами подключены к эмиттерам соответствующих транзисторов 4, 5, а катодамик базам транзисторов 4, 5 соответственно. На фиг. 2 изображена электрическая схема устройства поджига двух параллельно подключенных ЛЛ. При этом вводятся дополнительно резистор 42, диод 43, конденсатор 44,дроссель 45, имеющий первичную обмотку 46 и вторичную обмотку 47. Конденсатор 44 подключен к первым выводам 48 и 49 разных электродов лампы 50. Второй вывод 51 пер 4 1140 вого электрода лампы 50 соединен со вторым выводом 24 первого электрода лампы 23. Второй вывод 52 второго электрода лампы 50 соединен со вторым выводом первичной обмотки 46 дросселя 45, а первый вывод этой обмотки соединен со вторым выводом первичной обмотки 15 трансформатора 14. Один вывод резистора 42 соединен с точкой соединения резисторов 32, 33, а другой вывод соединен с одним из выводов диода 43,второй вывод которого соединен со вторым выводом вторичной обмотки 47 дросселя 45,первый вывод вторичной обмотки 47 соединен с отрицательным выводом выпрямителя 2. Устройство работает следующим образом. При подаче входного напряжения конденсатор 11 заряжается через резистор 9. Резистор 9 и конденсатор 11 совместно с переключающим диодом 12 и резистором 13 представляют собой узел запуска (генератор пилообразных колебаний) инвертора 3, частота которого в значительной степени зависит от входного напряжения. Когда напряжение на конденсаторе 11 достигает пробивного напряжения переключающего диода 12, он открывается и подает короткий импульс на базу транзистора 5 через резистор 13, который служит для установки оптимального уровня импульса, поступающего на базу транзистора 5. Под действием этих импульсов протекает ток через транзистор 5, первичную обмотку 15 трансформатора 14, резонансный индуктивный элемент (дроссель) 6, конденсаторы 20 и 25 и накальные электроды 21, 22, 24, 26 люминесцентной лампы 23. На вторичных обмотках 16 и 17 трансформатора 14 индуцируются апериодические спадающие напряжения. При повышении входного напряжения вторая и третья положительные полуволны стробирующего напряжения достигают порогового значения и за счет положительной обратной связи через вторичные обмотки 16, 17 трансформатора 14 мгновенно запускают инвертор 3. Работающий на частоте 3050 кГц инвертор 6 может создавать радиопомехи. С целью уменьшения радиопомех введен фильтр 1, выполненный на сердечнике Шобразной формы из электротехнической стали и имеющем две обмотки, включенные согласно. Кроме того, для уменьшения крутизны фронтов импульсов введен конденсатор 39,включенный параллельно транзистору 4. Колебательный контур состоит в основном из конденсатора 20 и дросселя 6, так как конденсатор 25 значительно больше по величине конденсатора 20. После установления собственных колебаний узел запуска прекращает работу за счет диода 37, так как конденсатор 11 разряжается через диод 37 и транзистор 5, и, таким образом, на конденсаторе 11 не может появляться напряжение, которое могло бы открыть переключающий диод 12. Так как колебательный контур, состоящий из дросселя 6 и конденсатора 20, настроен на частоту колебаний инвертора 3, на конденсаторе 20 возникает напряжение, достаточное для поджига (пробоя) люминесцентной лампы 23. После поджига лампа 23 в нормальном рабочем режиме шунтирует конденсатор 20, и он не оказывает влияния на режим работы ЛЛ 23. При возникновении аномального режима работы ЛЛ 23 (дезактивированная лампа) на дросселе 6 происходит повышение напряжения, приводящее к увеличению напряжения на вторичной обмотке 8. В результате этого через время, определяемое -цепью, состоящей из последовательно соединенных резисторов 32, 33 и конденсатора 35, повышается напряжение до напряжения пробоя стабилитрона 34 и происходит включение полевого транзистора 29. После срабатывания полевой транзистор 29 соединяет базу транзистора 5 с отрицательным выводом выпрямителя 2, что приводит к срыву генерации инвертора 3. При этом переключающий диод 12 переходит в режим удержания (режим тиристора), что исключает возможность повторного запуска устройства до замены аномальной ЛЛ 23. Конденсатор 35 разряжается через резистор 31, что приводит к снижению напряжения ниже порога пробоя стабилитрона 36. Благодаря этому происходит выключение полевого транзистора 29, что делает возможным новый запуск инвертора 6 после замены аномальной (дезактивированной) ЛЛ 23. 1140 Таким образом, схема защиты исключает возможность выхода из строя транзисторов инвертора при аномальной лампе, что существенно повышает надежность устройства поджига. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6