Пристрій для живлення люмінесцентної лампи

1. Устройство для питания люминесцентной лампы, содержащее балластный дроссель со входом для присоединения плюсового провода от источника однополярных импульсов, подключенный выходом к выводу для подключения лампы, шунтирующий диод, подключенный минусовым выводом к входу балластного дросселя, а плюсовым ко второму выводу для подключения лампы и к выводу для присоединения минусового провода от источника, стартер, подключенный к выводам для подключения лампы, отличающееся тем, что ста ртер состоит из транзистора, резистора и элемента связи, при этом база транзистора через указанный резистор подключена к входу балластного дросселя, коллектор транзистора через указанный элемент связи подключен к выводу для подключения лампы, а эмиттер транзистора подключен ко второму выводу для подключения лампы. 2. Устройство для питания люминесцентной лампы по п.1, отличающееся тем, что элемент связи стартера выполнен из параллельно включенных конденсатора и дросселя. 3. Устройство для питания люминесцентной лампы по п 1, отличающееся тем, что элемент связи стартера выполнен из параллельно включенных резистора и дросселя 4. Устройство для питания люминесцентной лампы по л 1, отличающееся тем, что элемент связи стартера выполнен из параллельно включенных резистора и конденсатора 5. Устройство для питания люминесцентной лампы по п.1, отличающееся тем, что элементом связи стартера является резистор. Изобретение относится к электротехнике, к газоразрядным светильникам. Осветительное устройство [ 1] содержит источник постоянного тока, стартер и, выполненный на транзисторе, высокочастотный прерыватель для получения однололярных импульсов тока, предназначенных для питания люминесцентной лампы. Механические контакты фотореле и стартера, управляющих режимами работы лампы, при работе искрят, подгорают и излучают радиопомехи. Устройство для питания газоразрядной лампы [ 2 ] содержит источник постоянного напряжения, ключ для выработки импульсного напряжения, балластный дроссель, шунтирующий диод между выводом для подключения лампи и дросселем, а также стартер. Особенностью данного устройства является необходимость иметь два источника питания основной и вспомогательный, при этом устройство не обеспечивает предварительный подогрев электродов лампы при запуске. Устройство для питания люминесцентной лампы [ 3 ] (прототип) содержит балластный дроссель со входом для присоединения плюсового провода от источника однополярных импульсов, подключенный выходом к выходу для подключения лампы, шунтирующий диод, подключенный минусом к входу балластного дросселя, а плюсом - ко второму выводу для подключения лампы и к выводу для присоединения минусового провода источника, стартер, включенный параллельно выводам для подключения лампы. В данном устройстве электромеханический стартер генерирует радиопомехи, а также обеспечивается предварительный подогрев электродов лампы, рассчитанной на запуск с предварительным подогревом. Задачей заявляемого изобретения является уменьшение генерирования радиопомех, исключение возможности холодного запуска лампы, рассчитанной на запуск с предварительным подогревом, подогрев электродов лампы до состояния её горячего запуска, горячий запуск лампы и поддержание её устойчивого свечения, холодный запуск люминесцентной лампы, если она выполнена без нитей накала. Решение поставленной задачи позволяет обеспечить возможность устойчивой работы находя О < 17065 щейся поблизости радио и телеаппаратуры, обеспечить мягкость запуска и продлять срок службы люминесцентной лампы, добиться качественного освещения, а также возможность холодного запуска и поддержания устойчивого свечения ламп с неподогревными электродами. В предлагаемом устройстве для питания люминесцентной лампы, содержащем балластный дроссель со входом для присоединения плюсового провода от источника однополярных импульсов, подключенный выходом к выходу для подключения лампы, шунтирующий диод подключенный минусовым выходом к выходу балластного дросселя, а плюсовым - ко второму выводу для присоединения минусового провода источника, стартер, включенный параллельно выводам для подключения лампы, новым является то, что стартер состоит по крайней мере из транзистора, резистора и элемента связи, при этом база транзистора через указанный резистор подключена ко входу балластного дросселя, коллектор транзистора через указанный элемент связи подключен к первому выводу для подключения лампы, а эмиттер транзистора подключен ко второму выводу для подключения лампы. Указанный элемент связи может иметь несколько вариантов его выполнения: - первый вариант - наиболее предпочтителен это параллельно соединенные дроссель и конденсатор; - второй вариант - параллельно соединенные резистор и дроссель; - третий вариант - параллельно соединенные конденсатор и резистор; - четвертый вариант - элементом связи является резистор Предлагаемое устройство для питания люминесцентной лампы изображено на схемах, где: на фиг. I - принципиальная электрическая схема с тремя вариантами выполнения элемента связи и одним вариантом подключения транзистора стартера для люминесцентных ламп с подогревными электродами; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема с четвертым вариантом элемента связи, вторым и третьим вариантами подключения транзистора стартера и вариант, при котором люминесцентная лампа выполнена с неподогревными электродами и рассчитана на холодний запуск. Предлагаемое устройство вариант 1, вариант 2 и вариант 3 (фиг 1), вариант 4, вариант 5 и вариант 6 (фиг.2) показано подключенным к источнику однополярних импульсов тока 7 через двухпроводную линию, состоящую из плюсового провода 8 и минусового провода 9. Каждый вариант показан со включенной в него люминесцентной лампой, где в вариантах 1,2,3,4 и 5 лампа 10 имеет подогревные электроды (нити накала) 11 и 12, а в варианте 6 показана лампа 13 с неподогревными электродами 14 и 15. Балпастный дроссель 16 со входом )7 для присоединения плюсового провода 8 включен выходом 18 к выводу для подключения электрода 11 и 14 лампе 10 или 13. К входу 17 минусовой стороной подключен шунтирующий диод 19, а плюсовой стороной он подключен к выводу 20 для подключения второго электрода 12 или 15 лампы 10 или 13 и для присоединения минусового провода 9. Параллельно электродам 11 и 12 лампы 10, или электродам 14 и 15 лампы 13 включен стартер, состоящий из транзистора 21, резистора 22 и элемента связи, имеющего четыре возможных варианта. В варианте 1 (фиг.1) элемент связи состоит из параллельно соединенных дросселя 23 и конденсатора 24; в варианте 2 элемент связи состоит из параллельно соединенных резистора 25 и дросселя 25; в варианте 3 элемент связи состоит из параллельно соединенных резистора 25 и конденсатора 24; в варианте 4 (фиг.2) элементом связи является резистор 25. Во всех вариантах транзистор 21 подключен коллектором к электроду 11 лампы 10 или к электроду 14 лампы 13 через элемент связи, эмиттером - ко второму электроду 12 лампы 10 или к электроду 15 лампы 13, а базой через резистор 22 ко входу 17 балластного дросселя 16. В вариантах 1,2,3,4 и 5, где используется лампа 10 с подогревными электродами 11 и 12 нити накала лампы включены последовательно между балластным дросселем 16 и стартером, а также между стартером и выводом 20. Во всех вариантах между базой и эмиттером транзистора 21 включен защитный диод 26. В варианте 5 (фиг .2) база и коллектор транзистора 21 соединены через стабилитрон 27; в варианте 6 база и коллектор транзистора 21 соединены через стабилитрон 28 и делитель напряжения, состоящий из резисторов 29 и 30, включенных между коллектором и эмиттером транзистора 2 1 . К проводам 8 и 9 может быть подключено различное количество ламп 10 или 13 с элементами схемы, собранными по любому из предлагаемых вариантов. На выводах для подключения к источнику 7 в каждом варианте схемы установлены тумблер 31 и диод 32. Тумблер 31 предназначен для включения соответствующей лампы 10 или 13, а диод 32 является блокирующим, он не допускает возможности подачи напряжения на элементы схемы, если при монтаже не выдержана нужная полярность подключения к проводам 8 и 9. Источник импульсов тока 7 должен иметь минимальное напряжение в 1,5 раза выше напряжения горения ламп 10 и 13, а максимальное напряжение может превышать напряжение минимальное в несколько раз, оно ограничено электрической прочностью элементов схемы. Для зажигания любой из ламп 10 и 13 включают соответствующий тумблер 31. Импульсное напряжение поступает на вход 17 балластного дросселя 16 й через резистор 22 - на базу транзистора 21. При этом, в момент поступления очередного фронта импульса на входе 17 балластного дросселя 16 скачкообразно возрастает положительный потенциал, диод 19 запирается и открывается транзистор 21 за счет поступления этого потенциала на базу через резистор 22 и более плавно нарастает ток в балластное дросселе 16. Во время действия импульса ток проходит по цепи: провод 8, тумблер 31, дроссель 16, электрод 11 (нить накала) лампы 10, конденсатор 24 (в первый момент) и дроссель 23 (в течение действия импульса), коллектор - эмиттер транзистора 21, второй электрод (вторая нить накала) 12, диод 32, провод 9. Дрос 17065 сель 16 накапливает электромагнитную энергию поля. Основная энергия импульса тока выделяется на электродах 11 и 12 лампы 10, поскольку они имеют наибольшее сопротивление данной цепи. В момент поступления заднего фронта рассматриваемого импульса напряжения на входе 17 дросселя 16 потенциал скачкообразно падает до нуля, диод 19 отпирается, падает напряжение и на базе транзистора 21, последний на время интервала между импульсами запирается, накопленная энергия в дросселе 23 сбрасывается на конденсатор 24, а накопленная энергия балластного дросселя 16 вызывает скачок отрицательного потенциала на его выходе и импульс напряжения между электродами лампы. В вариантах 1,2,3,4 и 5 дроссель 16 выбран таким, что он, сглаживая импульсы по напряжению, оставляет их достаточными по величине для поджигания лампи 10 с подогретыми электродами 11 и 12 и далеко недостаточными для холодного ее поджигания. Пока лампа 10 холодная, ток через неё не проходит, лампа не светится. При поступлении следующего импульса его энергия опять расходуется на подогрев электродов лампы 12 и на попытку зажечь эту лампу в межимпульсный интервал энергией дросселя 16. Так будет повторяться до тех пор, пока лампа 10 не нагреется до состояния горячего запуска Когда, в результате подогрева лампы 10, её напряжение зажигания опустилось до уровня напряжения импульса от дросселя 16 межэлектродное пространство лампы 10 становится электропроводным, ток замыкается по цепи: вход 17, дроссель 16, выход 18, нить 11, газоразрядная среда лампы 10, электрод 12, диод 19, вход 17 дросселя 16. При поступлении следующего импульса на вход дросселя 16 диод 19 скачкообразно запирается, транзистор 21 отпирается и ток после балластного дросселя разветвляется на лампу 10 и на транзистор 21. Однако, сопротивление зажженной газоразрядной среды лампы во много раз ниже от сопротивления цепи стартера (элемента связи и транзистора), потому через лампу 10 проходит ток во много раз больше от тока, проходящего через транзистор 21. Если при запуске энергия импульса расходовалась преимущественно на разогрев лампы 10, то после запуска эта энергия тратится на свечение лампы 10. В интервалах между импульсами дроссель 16 отдает запасенную энергию на свечение лампы по выше описанной цепи, он же сглаживает пульсацию тока проводов 8 и 9, ограничивает ток до рабочей величины лампы 10. Стартер, благодаря связи базы транзистора 21 со входом 17 балластного дросселя 16 через резистор 20, работает синфазно с источником однополярных импульсов 7, обеспечивает предварительный подогрев электродов 11 и 12 лампы 10 при зажигании, а также находится в дежурном (ждущем) режиме во время её свечения. В случае потухания лампы 10, весь ток от импульса проходит через нити накала электродов 11 и 12, разогревает и восстанавливает её свечение. Для лампы 13 с холодным запуском элементы схемы соответственно подобраны и отрегулированы. В варианте 1 схемы элемент связи, выполненный из конденсатора и дросселя, с позиций малой энергозатратности и быстроты срабатывания стартера является наиболее предпочтительным. Во втором, третьем и четвертом вариантах схемы элементы связи выполнены с использованием резистора. Это вызывает непроизводительные энергозатраты, снижая КПД устройства. Второй, третий и четвертый варианты предпочтительно использовать как запасные (аварийные) или только в осветительных устройствах с маломощными люминесцентными лампами. В первых четырех вариантах выполнения схемы транзистор 21 стартера включен без защити от пробоя между базой и коллектором и в случае прыжка напряжения до уровня, превышающего допустимое для данного типа транзистора, пробьется переход база-коллектор и устройство выйдет из строя. Для защиты транзистора 21 между базой и коллектором включен высоковольтный стабилитрон 27, как показано в варианте 5 (фиг.2). В связи с тем, что пятый вариант рассчитан на использование высоковольтного стабилитрона с фиксированным напряжением, его нельзя применить там, где требуется подстройка порога его срабатывания. В варианте 6 стабилитрон 28 включен между базой и коллектором транзистора 21 через делитель напряжения, состоящий из резисторов 29 и 30. В этом варианте стабилитрон 28 допустимо использовать любой, но вводить схему в нужный режим работа необходимо подбором резисторов 29 и 30. Последний вариант схемы наиболее предпочтителен. Кроме защиты транзистора 21 от пробоя стабилитроны 27 и 28 в пятом и шестом вариантах ограничивают напряжение на лампах, когда они находятся в режиме прогрева, чтобы не допустить холодного запуска для ламп с подогревными электродами. 17065 , Фиг.1 17065 ^ 21 U tK X Фиг.2 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Бульв. Лесі Українки, 26, Київ, 01133, Україна (044) 254-42-30, 295-61-97 Підписано до друку 1* • &3 2001 р. Формат 60x84 1 /8. Обсяг O,f,Z. обл.-вид.арк. Тираж 50 прим. Зам. / т УкрІНТЕІ Бул. Горького, 180, Київ, 03680 МСП, Україна (044) 268-25-22