RU39775U1

RU39775U1 - START-UP DEVICE FOR LUMINESCENT LAMPS

Info

Publication number: RU39775U1
Application number: RU2004108350/22U
Authority: RU
Inventors: А.М. Гордеев
Original assignee: Гордеев Андрей Михайлович
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2004-08-10

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к пускорегулирующим аппаратам (ПРА) обеспечивающим предварительный прогрев катодов лампы и ее «мягкий» старт, стабилизацию тока или напряжения на лампе, за счет этого увеличивая срок ее службы. Полезная модель содержит подключенный к источнику постоянного напряжения инвертор, один выход которого соединен с общей точкой схемы, второй, через индуктивность, с первым выводом первого электрода газоразрядной лампы, соединенного вторым выводом через пусковой конденсатор с первым выводом второго электрода люминесцентной лампы, второй вывод которого соединен с общей точкой схемы, частотозадающую цепь инвертора, состоящую из резистора, подключенного к источнику постоянного напряжения, второй вывод которого подключен к конденсатору, другой вывод которого соединен с общей точкой схемы, к точке соединения индуктивности и лампы подключен резистор, второй вывод которого соединен с выводом второго резистора, другой вывод которого соединен с общей точкой схемы, а общая точка соединения резисторов подключена к катоду диода, анод которого подключен к общей точке схемы и резистору, второй вывод которого связан с катодом диода, анод которого подключен к общей точке схемы, конденсатором, второй вывод которого подключен к источнику постоянного напряжения и базой транзистора, коллектор которого подключен к источнику постоянного напряжения, а эмиттер к резистору, второй вывод которого подключен к точке соединения частотозадающего конденсатора и резистора являющейся частотозадающим входом инвертора. Использование полезной модели позволит увеличить срок службы лампы за счет «мягкого» старта и стабилизации напряжения на лампе и уменьшить количество элементов и стоимость ПРА за счет реализации этих функций на одних и тех же деталях.The utility model relates to electrical engineering, in particular to ballasts (PRA) providing preliminary heating of the lamp cathodes and its “soft” start, stabilization of current or voltage on the lamp, thereby increasing its service life. The utility model contains an inverter connected to a constant voltage source, one output of which is connected to a common point of the circuit, and the second, via inductance, with the first output of the first electrode of the discharge lamp, connected by the second output through the starting capacitor to the first output of the second electrode of the fluorescent lamp, the second output of which is connected with a common point in the circuit, the inverter frequency drive circuit, consisting of a resistor connected to a constant voltage source, the second output of which is connected to a capacitor, the other terminal of which is connected to a common point of the circuit, a resistor is connected to the connection point of the inductance and the lamp, the second terminal of which is connected to the terminal of the second resistor, the other terminal of which is connected to the common point of the circuit, and the common connection point of the resistors is connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected to a common point of the circuit and a resistor, the second terminal of which is connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected to a common point of the circuit, by a capacitor, the second terminal of which is connected to a constant voltage source and the base of the transistor, whose collector is connected to a constant voltage source, and the emitter to a resistor, the second output of which is connected to the connection point of the frequency-setting capacitor and the resistor which is the frequency-setting input of the inverter. Using the utility model will increase the lamp life due to a “soft” start and stabilize the voltage on the lamp and reduce the number of elements and the cost of ballasts due to the implementation of these functions on the same parts.

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к пускорегулирующим аппаратам (ПРА) обеспечивающим предварительный прогрев катодов лампы и ее «мягкий» старт и стабилизацию напряжения на лампе, за счет этого, увеличивая срок ее службы. И реализовано на минимальном числе компонентов.The invention relates to electrical engineering, in particular to ballasts (PRA) providing a preliminary heating of the cathodes of the lamp and its "soft" start and stabilization of voltage on the lamp, thereby increasing its service life. And implemented on a minimum number of components.

Известны различные схемы пускорегулирующих аппаратов, которые обеспечивают стабильность светового потока. Все они состоят из: источника напряжения постоянного тока, инвертора, резонансного контура и схемы обратной связи. Причем схема обратной связи содержит датчик тока выполненный как вторичная обмотка дросселя колебательного контура, или трансформатора, первичная обмотка которого подключена последовательно с дросселем и схему управления содержащую блок формирования импульсов управления, выполненный с возможностью формирования постоянной длительности паузы между импульсами управления, подключенный к управляющему входу инвертора [1], или датчик тока с диодным мостом, который через усилитель обратной связи соединен с оптроном, выход которого подсоединен к инвертору [2].There are various schemes of ballasts, which ensure the stability of the light flux. All of them consist of: a DC voltage source, an inverter, a resonant circuit, and a feedback circuit. Moreover, the feedback circuit contains a current sensor designed as a secondary winding of the throttle of the oscillating circuit, or a transformer, the primary winding of which is connected in series with the throttle and a control circuit comprising a control pulse generation unit configured to generate a constant pause duration between the control pulses connected to the control input of the inverter [1], or a current sensor with a diode bridge, which is connected through an feedback amplifier to an optocoupler, the output of which is connected nen inverter [2].

Надо отметить, что реализация датчика тока в виде вторичной обмотки дросселя колебательного контура, или трансформатора, введение блока формирования импульсов управления или диодного моста с усилителем обратной связи и оптрона приводит к значительному усложнению, удорожанию и увеличению габаритов устройства, что не всегда оправдано. Также в приведенных устройствах отсутствуют элементы обеспечивающие предварительный подогрев катодов лампы и ее «мягкий» старт.It should be noted that the implementation of a current sensor in the form of a secondary winding of an inductor of an oscillatory circuit, or a transformer, the introduction of a control pulse generation unit or a diode bridge with a feedback amplifier and optocoupler leads to a significant complication, appreciation and increase in the dimensions of the device, which is not always justified. Also in the above devices there are no elements providing a preliminary heating of the lamp cathodes and its “soft” start.

Задача полезной модели - устранение этих недостатков и снижение стоимости ПРА, что может значительно расширить область их применения.The objective of the utility model is to eliminate these shortcomings and reduce the cost of ballasts, which can significantly expand their scope.

Поставленная задача достигается введением в пускорегулирующий аппарат, состоящий из подключенного к источнику постоянного напряжения инвертора, один выход которого соединен с общей точкой схемы, другой через индуктивность The task is achieved by introducing into the ballast apparatus, consisting of an inverter connected to a constant voltage source, one output of which is connected to a common point of the circuit, the other through inductance

с первым выводом первого электрода газоразрядной лампы, соединенного вторым выводом через пусковой конденсатор с первым выводом второго электрода люминесцентной лампы, второй вывод которого соединен с общей точкой схемы, частотозадающую цепь инвертора, состоящую из резистора, подключенного к источнику постоянного напряжения, второй вывод которого подключен к конденсатору, другой вывод которого соединен с общей точкой схемы, дополнительных элементов - резистора подключенного к точке соединения индуктивности и лампы, второй вывод которого соединен с выводом второго резистора, другой вывод которого соединен с общей точкой схемы, общая точка соединения резисторов подключена к катоду диода, анод которого подключен к общей точке схемы и резистору, второй вывод которого связан с катодом диода, анод которого подключен к общей точке схемы, конденсатором, второй вывод которого подключен к источнику постоянного напряжения и базой транзистора, коллектор которого подключен к источнику постоянного напряжения, а эмиттер к резистору, второй вывод которого подключен к точке соединения частотозадающего конденсатора и резистора являющейся частотозадающим входом инвертора.with the first terminal of the first electrode of the discharge lamp connected by the second terminal through the starting capacitor to the first terminal of the second electrode of the fluorescent lamp, the second terminal of which is connected to a common point in the circuit, the inverter frequency drive circuit consisting of a resistor connected to a constant voltage source, the second terminal of which is connected to a capacitor, the other output of which is connected to a common point of the circuit, of additional elements - a resistor connected to the connection point of the inductance and the lamp, the second output of which It is connected to the terminal of the second resistor, the other terminal of which is connected to a common point of the circuit, the common connection point of the resistors is connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected to the common point of the circuit, and the resistor, the second terminal of which is connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected to the common point of the circuit , a capacitor, the second output of which is connected to a constant voltage source and the base of the transistor, the collector of which is connected to a constant voltage source, and the emitter to a resistor, the second output of which is connected to the junction point the frequency-setting capacitor and the resistor which is the frequency-setting input of the inverter.

Причем схема запуска и защиты лампы содержит общие элементы и позволяет произвести предварительный прогрев электродов лампы, ее медленный запуск и регуляцию напряжения на лампе в рабочем режиме.Moreover, the starting and protection circuit of the lamp contains common elements and allows you to preheat the electrodes of the lamp, its slow start and regulation of the voltage on the lamp in operating mode.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена блок схема устройства.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of the device.

Пускорегулирующий аппарат для люминесцентных ламп содержит источник постоянного напряжения, которое подается на вход инвертора 1, к которому подключена частотозадающая цепь 2, состоящая из резистора Rt подключенного к источнику постоянного напряжения, второй вывод которого подключен к конденсатору Ct, другой вывод которого соединен с общей точкой схемы, первый выход инвертора подключен к общей точке схемы, а второй через индуктивность L1 соединен с первым выводом первого электрода газоразрядной лампы 5, соединенной вторым выводом через пусковой конденсатор с первым выводом второго электрода люминесцентной лампы 5, второй вывод которого соединен с общей точкой схемы, причем дроссель L1 и пусковой конденсатор С1 образуют The control gear for fluorescent lamps contains a constant voltage source, which is fed to the input of the inverter 1, to which a frequency setting circuit 2 is connected, consisting of a resistor Rt connected to a constant voltage source, the second terminal of which is connected to the capacitor Ct, the other terminal of which is connected to a common point of the circuit , the first output of the inverter is connected to a common point in the circuit, and the second through the inductance L1 is connected to the first terminal of the first electrode of the discharge lamp 5, connected to the second terminal through a coke capacitor with a first terminal of the second electrode of the fluorescent lamp 5, the second terminal of which is connected to a common point of the circuit, wherein the inductor L1 and the starting capacitor C1 form

резонансный контур, связывающий ПРА с лампой, к нему, в свою очередь, подключен резистор R1, второй вывод которого соединен с выводом второго резистора R2, другой вывод которого соединен с общей точкой схемы, а общая точка соединения резисторов подключена к катоду диода D1, анод которого подключен к общей точке схемы и резистору R3, второй вывод которого связан с катодом диода D2, анод которого подключен к общей точке схемы, конденсатором С1, второй вывод которого подключен к источнику постоянного напряжения + Vстаб., и базой транзистора VT1, коллектор которого подключен к источнику постоянного напряжения + Vстаб., а эмиттер к резистору R4, второй вывод которого подключен к точке соединения частотозадающего конденсатора С1 и резистора R1 Причем элементы входящие в блок 3 обеспечивают постоянство напряжения на лампе в рабочем режиме, а элементы блока 4, входящие в блок 3 обеспечивают предварительный прогрев катодов лампы 5 и ее «мягкий» старт.the resonant circuit connecting the control gear to the lamp, in turn, is connected to the resistor R1, the second terminal of which is connected to the terminal of the second resistor R2, the other terminal of which is connected to a common point of the circuit, and the common connection point of the resistors is connected to the cathode of the diode D1, the anode which is connected to a common point of the circuit and resistor R3, the second terminal of which is connected to the cathode of the diode D2, the anode of which is connected to a common point of the circuit, by capacitor C1, the second terminal of which is connected to a constant voltage source + Vstab., and the base of transistor VT1, collect p which is connected to a constant voltage source + Vstab., and the emitter to resistor R4, the second output of which is connected to the connection point of the frequency-setting capacitor C1 and resistor R1. Moreover, the elements included in block 3 provide a constant voltage on the lamp in operating mode, and the elements of block 4, included in block 3 provide a preliminary heating of the cathodes of the lamp 5 and its "soft" start.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При подаче напряжения питания из-за низкого импеданса конденсатора С1 напряжение на базе транзистора VT1 становится равным напряжению поданному на С1, т.е. напряжению Vстаб., транзистор VT1 открывается и через R4 начинает течь ток, который суммируясь с током текущим через Rt определяет запуск инвертора на высокой частоте. Затем импеданс конденсатора увеличивается и напряжение на базе транзистора плавно уменьшается до напряжения определяемого элементами R1R2R3 за время определяющееся номиналами C1R2R3. За это время уменьшается соответственно ток эмиттера транзистора VT1 и ток протекающий через R4, соответственно частота генерации инвертора уменьшится в направлении резонанса колебательного контура L1C2 и напряжение на лампе окажется достаточным для ее поджига.When the supply voltage is applied due to the low impedance of capacitor C1, the voltage at the base of transistor VT1 becomes equal to the voltage applied to C1, i.e. voltage Vstab., transistor VT1 opens and current flows through R4, which, when combined with the current flowing through Rt, determines the inverter starts at high frequency. Then the capacitor impedance increases and the voltage at the base of the transistor gradually decreases to the voltage determined by the elements R1R2R3 during the time determined by the values C1R2R3. During this time, the emitter current of the transistor VT1 decreases and the current flowing through R4 decreases, respectively, the inverter generation frequency decreases in the resonance direction of the oscillating circuit L1C2 and the lamp voltage is sufficient to ignite it.

В рабочем режиме напряжение с лампы делится делителем R1R2, выпрямляется диодом D1, падает на резисторе R3, фильтруется С1 и поступает на базу VT1 и его уровень определяет ток эмиттера этого транзистора и соответственно ток зарядки Ct. Так при увеличении напряжения на лампе увеличивающееся напряжение на базе транзистора увеличивает ток эмиттера и уменьшает время зарядки Ct и тем самым несколько повышает частоту инвертора, что вызывает уход от резонанса и снижение тока через лампу. И наоборот понижение In operating mode, the voltage from the lamp is divided by the divider R1R2, rectified by the diode D1, drops on the resistor R3, filtered C1 and goes to the base VT1 and its level determines the emitter current of this transistor and, accordingly, the charging current Ct. So, with an increase in the voltage on the lamp, the increasing voltage at the base of the transistor increases the emitter current and decreases the charging time Ct, and thereby slightly increases the frequency of the inverter, which causes a departure from resonance and a decrease in the current through the lamp. And vice versa lowering

напряжения на лампе вызывает снижение напряжения на базе VT1 и уменьшение его эмиттерного тока, при этом снижается ток через резистор R4 и, соответственно ток зарядки Ct, частота инвертора уменьшается в направлении резонанса и ток через лампу увеличивается. Это обеспечивает стабилизацию тока лампы во время работы и его независимость от колебаний питающего напряжения. Транзистор в этой схеме выполняет роль регулируемого сопротивления. Диод D2 служит для предотвращения пробоя перехода эмиттер-база во время выключения напряжения питания. Надо заметить, что схема запуска и стабилизации напряжения на лампе реализованы на общих элементах - C1VT1 R4.voltage on the lamp causes a decrease in voltage on the basis of VT1 and a decrease in its emitter current, while the current through the resistor R4 decreases and, accordingly, the charging current Ct, the inverter frequency decreases in the resonance direction and the current through the lamp increases. This ensures stabilization of the lamp current during operation and its independence from fluctuations in the supply voltage. The transistor in this circuit acts as an adjustable resistance. Diode D2 is used to prevent the breakdown of the emitter-base transition during the switching off of the supply voltage. It should be noted that the circuit for starting and stabilizing the voltage on the lamp is implemented on common elements - C1VT1 R4.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

[1] Патент РФ 2027326 С1, 1990,03,14, опубл.1995,01,20 г. «Устройство для питания газоразрядной лампы»[1] RF patent 2027326 C1, 1990.03.14, publ. 1995.01.20, “Device for powering a discharge lamp”

[2] Патент РФ 2116009 С1, 1997.06.19, опубл.1998.07.20 г. «Пускорегулирующий аппарат для люминесцентных ламп».[2] Patent of the Russian Federation 2116009 C1, 1997.06.19, publ. 1998/07/07, "Control gear for fluorescent lamps."

Claims

A control gear for supplying a fluorescent lamp, containing a constant voltage source, to which an inverter is connected, one output of which is connected to a common point of the circuit, the second through inductance, to the first output of the first electrode of the discharge lamp, connected to the second output through the start capacitor with the first output of the second fluorescent electrode lamp, the second output of which is connected to a common point in the circuit, the inverter frequency setting circuit, consisting of a resistor connected to a constant voltage source the second output of which is connected to a capacitor, the other output of which is connected to a common point of the circuit, a resistor is connected to the point of connection of the inductance and the lamp, the second output of which is connected to the output of the second resistor, the other output of which is connected to the common point of the circuit, and the common connection point of the resistors connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected to a common point of the circuit and a resistor, the second terminal of which is connected to the cathode of the diode, the anode of which is connected to a common point of the circuit, by a capacitor, the second terminal of which is connected to dc voltage source and the base of the transistor, the collector of which is connected to a constant voltage source, and the emitter to a resistor, the second output of which is connected to the connection point of the frequency-setting capacitor and the resistor, which is the frequency-setting input of the inverter.