[go: up one dir, main page]

RU2215382C2 - Gas-discharge lamp starter - Google Patents

Gas-discharge lamp starter Download PDF

Info

Publication number
RU2215382C2
RU2215382C2 RU2001129485/09A RU2001129485A RU2215382C2 RU 2215382 C2 RU2215382 C2 RU 2215382C2 RU 2001129485/09 A RU2001129485/09 A RU 2001129485/09A RU 2001129485 A RU2001129485 A RU 2001129485A RU 2215382 C2 RU2215382 C2 RU 2215382C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
converter
inverter
lamps
Prior art date
Application number
RU2001129485/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.Б. Злочевский
В.В. Сумароков
И.Г. Рогинский
Original Assignee
Сумароков Виктор Владимирович
Злочевский Сергей Борисович
Рогинский Игорь Григорьевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сумароков Виктор Владимирович, Злочевский Сергей Борисович, Рогинский Игорь Григорьевич filed Critical Сумароков Виктор Владимирович
Priority to RU2001129485/09A priority Critical patent/RU2215382C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2215382C2 publication Critical patent/RU2215382C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering; low-pressure fluorescent lamps, high-pressure mercury-vapor lamps, and low-pressure sodium-vapor lamps. SUBSTANCE: device designed to start and regulate operation of gas-discharge lamps that enables connection of n lamps simultaneously, stepless regulation of luminous intensity of lamps, automatic regulation of the latter depending on outside illumination, stabilization of luminous intensity in case of impact of external factors, protection against overheating of device components and against overcurrent, protection of power component against overvoltage, introduction of stand-by duty of lamps that enhances brightness when any person occurs nearby has dc power supply and inverter whose common input is connected to common output of dc power supply. Newly introduced in device are converter and two rectifiers; novelty is also that output of dc power supply is connected through series interconnected converter and first rectifier to inverter input, second output of converter is connected through second rectifier to second input of inverter and to second input of converter, common output of dc power supply is connected to common inputs of converter and of both rectifiers, and two outputs of inverter function as device outputs whereto n series- interconnected lamps are connected; converter has three resistors, variable resistor, thermistor, two transistors, field-effect transistor, and four-winding transformer; inverter has pulse generator, diode, field-effect transistor, and four-winding transformer. EFFECT: enlarged functional capabilities. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к схемам для зажигания и эксплуатации газоразрядных ламп, преимущественно таких, как люминесцентные лампы низкого давления, ртутные лампы высокого давления, натриевые лампы низкого давления. The invention relates to electrical engineering, and in particular to schemes for ignition and operation of gas discharge lamps, mainly such as low pressure fluorescent lamps, high pressure mercury lamps, low pressure sodium lamps.

Известна управляющая схема для источника освещения - патент США 5130609, заявленный 26.01.1990 г. , опубликованный 17.07.1992 г., которая содержит входной трансформатор, подключенный через выпрямительный мост и диод к сглаживающему конденсатору, к положительному электроду которого через переменный резистор и первую обмотку трансформатора подключен коллектор транзистора, база которого через вторую обмотку трансформатора подключена к положительному электроду сглаживающего конденсатора, отрицательный электрод которого подключен к эмиттеру транзистора и через конденсатор к первой обмотке трансформатора. Третья обмотка трансформатора подключена к люминесцентной лампе. Known control circuit for a light source - US patent 5130609, filed January 26, 1990, published July 17, 1992, which contains an input transformer connected through a rectifier bridge and a diode to a smoothing capacitor, to the positive electrode of which is through a variable resistor and the first winding a transistor collector is connected to the transformer, the base of which is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor through the second winding of the transformer, the negative electrode of which is connected to the transformer emitter ora and through a capacitor to the first winding of the transformer. The third winding of the transformer is connected to a fluorescent lamp.

В данной управляющей схеме выпрямленное напряжение от сети питания и сглаживающего конденсатора поступает через переменный резистор на обмотку трансформатора и проходит через вторую обмотку трансформатора на базу транзистора. Создается положительная обратная связь, и схема возбуждается. На коллекторе транзистора образуются импульсы напряжения, которые трансформируются на третьей обмотке и подаются на лампу. При негорящей лампе ток, протекающий через нее, мал, импульсы напряжения велики и зажигают лампу. Ток растет, напряжение импульсов падает до величины, достаточной для горения газа в лампе. In this control circuit, the rectified voltage from the power supply network and a smoothing capacitor passes through a variable resistor to the transformer winding and passes through the second transformer winding to the transistor base. Positive feedback is generated and the circuit is energized. Voltage pulses are formed on the collector of the transistor, which are transformed on the third winding and fed to the lamp. With a non-burning lamp, the current flowing through it is small, the voltage pulses are large and light the lamp. The current rises, the voltage of the pulses drops to a value sufficient to burn gas in the lamp.

Недостаток такого устройства заключается в том, что оно может использоваться только для маломощных ламп, т.к. при увеличении мощности возрастает ток, протекающий через переменный резистор; растут потери мощности и переменный резистор перегревается. Кроме того, отрицательный импульс напряжения на лампе имеет постоянную величину, пропорциональную напряжению сети, а положительный импульс имеет переменную величину, зависящую от сопротивления лампы. Поэтому величина отрицательного тока лампы не равна величине положительного тока лампы и лампа горит нестабильно и может гаснуть с одного из концов. Низкая надежность работы устройства при перегрузках. Устройство предназначено для работы с одной лампой. The disadvantage of this device is that it can only be used for low-power lamps, because with increasing power, the current flowing through the variable resistor increases; Power losses increase and the variable resistor overheats. In addition, the negative voltage pulse on the lamp has a constant value proportional to the mains voltage, and the positive pulse has a variable value depending on the lamp resistance. Therefore, the negative current of the lamp is not equal to the positive current of the lamp and the lamp is unstable and may go out from one end. Low reliability of the device during overloads. The device is designed to work with a single lamp.

Известен пускорегулирующий аппарат для люминесцентных ламп - патент России 02116009, подан 19.06.1997 г., опубликован 20.07.1998 г. Аппарат содержит последовательно соединенные сетевой фильтр, инвертор, резонансный контур, к выходу которого подключены две параллельно соединенные люминесцентные лампы. К другим электродам ламп подключен датчик тока, соединенный через последовательно подключенный диодный мост, усилитель и оптрон к управляющему входу инвертора. Known ballasts for fluorescent lamps - Russian patent 02116009, filed June 19, 1997, published July 20, 1998. The device contains a series-connected line filter, inverter, resonant circuit, the output of which is connected to two parallel-connected fluorescent lamps. A current sensor connected to the other electrodes of the lamps is connected through a diode bridge connected in series, an amplifier, and an optocoupler to the control input of the inverter.

В данном аппарате постоянное напряжение через сетевой фильтр поступает на вход инвертора, возбуждает в нем прямоугольные импульсы, которые подаются через резонансный контур на лампы. Когда лампы не горят, ток, проходящий через них, мал, поэтому резонансный контур создает высокое переменное напряжение, зажигающее лампы. После чего напряжение на лампах падает до напряжения горения. Ток ламп выявляется в датчике тока, выходной сигнал которого выпрямляется, и усиливается, и через оптрон поступает в инвертор, регулируя частоту прямоугольных импульсов, изменяя рабочую точку на резонансной кривой контура, в результате чего стабилизируется ток, проходящий через лампы. In this apparatus, a constant voltage through the line filter is supplied to the inverter input, excites rectangular pulses in it, which are supplied through the resonant circuit to the lamps. When the lamps do not burn, the current passing through them is small, so the resonant circuit creates a high alternating voltage that ignites the lamps. Then the voltage on the lamps drops to the burning voltage. The lamp current is detected in the current sensor, the output signal of which is rectified, and amplified, and through the optocoupler enters the inverter, adjusting the frequency of rectangular pulses, changing the operating point on the resonance curve of the circuit, as a result of which the current passing through the lamps is stabilized.

Недостатками такого устройства являются низкая надежность работы, связанная с отсутствием защиты по току аппарата при выходе из строя транзисторов инвертора, отсутствие защиты по напряжению при выходе из строя или при отсутствии ламп, т.к. при атом резонансный контур развивает высокое выходное напряжение, которое может вывести его из строя. Аппарат не может работать на лампы повышенной мощности, т.к. резонансный контур трудно сделать с выходной мощностью более 80 Вт. Аппарат не обеспечивает работу с количеством ламп более двух, если вторую схему исключить. The disadvantages of this device are the low reliability associated with the lack of current protection of the device in case of failure of the inverter transistors, the lack of voltage protection in the event of failure or in the absence of lamps, because with an atom, the resonant circuit develops a high output voltage, which can damage it. The device cannot work on high power lamps, as a resonant circuit is difficult to do with an output power of more than 80 watts. The device does not provide work with the number of lamps more than two, if the second circuit is excluded.

Известно пускорегулирующее устройство, свидетельство 12319 от 13.05.1999 г. БИ 12-99, которое взят за прототип. Устройство содержит источник постоянного тока, выход которого соединен с входом питания инвертора, выход которого через сглаживающий блок подключен к входу блока управления инвертором, два выхода которого подключены к соответствующим двум управляющим входам инвертора, выход сглаживающего блока подключен также через балластный резистор к входу источника питания блока управления инвертором, а второй выход сглаживающего блока через последовательно соединенные диод и резистор подключен к электродам конденсатора и динистора, вторые электроды которых соединены с общим выходом источника постоянного тока и общими входами источника питания блока управления инвертора, блока управления инвертора и инвертора. Выход инвертора может быть подключен через последовательно соединенные первый конденсатор и дроссель с электродами лампы и второго конденсатора, вторые электроды которых подключены к общему входу инвертора. Known ballast device, certificate 12319 from 05/13/1999, BI 12-99, which is taken as a prototype. The device contains a direct current source, the output of which is connected to the inverter power input, the output of which through the smoothing unit is connected to the input of the inverter control unit, two outputs of which are connected to the corresponding two control inputs of the inverter, the output of the smoothing unit is also connected through the ballast resistor to the input of the unit power supply control the inverter, and the second output of the smoothing unit through a series-connected diode and resistor is connected to the electrodes of the capacitor and dinistor, the second ele ctrodes of which are connected to the common output of the direct current source and the common inputs of the power source of the inverter control unit, inverter control unit and inverter. The inverter output can be connected through a series-connected first capacitor and inductor with the electrodes of the lamp and the second capacitor, the second electrodes of which are connected to the common input of the inverter.

При включении источника постоянного тока его выходное напряжение поступает на вход питания инвертора, который создает на своем выходе прямоугольные импульсы, амплитуда которых равна напряжению на выходе источника постоянного тока. Эти импульсы поступают на вход сглаживающего блока, образуя на его выходе постоянное напряжение, которое через балансное сопротивление поступает на источник питания блока управления инвертора, а сам блок управления инвертора создает на своих двух выходах импульсы, управляющие работой инвертора. Выходные импульсы инвертора через первый конденсатор поступают на вход резонансной цепи, состоящей из дросселя и второго конденсатора. При не горящей лампе возникает резонанс, на конденсаторе образуется переменное напряжение, амплитуда которого может превысить выходное напряжение источника постоянного тока во много раз и может составлять порядка 600-800 В. При этом лампа зажигается, и на лампе поддерживается амплитуда импульсов напряжения, равная напряжению горения пампы порядка 120 В. Ток в лампе ограничивается индуктивным сопротивлением дросселя. При неисправной работе в цепях инвертора повышается выходное напряжение сглаживающего блока, возрастает напряжение на динисторе, он пробивается и снижает выходное напряжение сглаживающего блока, при этом блок управления инвертором перестает работать и инвертор прекращает работу. When the DC source is turned on, its output voltage is supplied to the inverter power supply, which creates rectangular pulses at its output, the amplitude of which is equal to the voltage at the output of the DC source. These pulses are fed to the input of the smoothing unit, forming a constant voltage at its output, which through the balanced resistance is supplied to the power supply of the inverter control unit, and the inverter control unit generates pulses at its two outputs that control the operation of the inverter. The output pulses of the inverter through the first capacitor are fed to the input of the resonant circuit, consisting of a inductor and a second capacitor. When the lamp is not lit, resonance occurs, an alternating voltage is formed on the capacitor, the amplitude of which can exceed the output voltage of the DC source by many times and can be on the order of 600-800 V. The lamp ignites, and the amplitude of the voltage pulses is maintained on the lamp, which is equal to the burning voltage pamps of the order of 120 V. The current in the lamp is limited by the inductance of the inductor. If the inverter circuits malfunction, the output voltage of the smoothing unit rises, the voltage on the dynistor increases, it breaks through and reduces the output voltage of the smoothing unit, while the inverter control unit stops working and the inverter stops working.

Недостатками такого устройства является малая мощность лампы (до 40 Вт) в нагрузке, т.к. на больших мощностях резонансный контур работает нестабильно, в устройстве отсутствует возможность подключения к выходу более одной лампы. Устройство не имеет защиты от перегрева транзисторов инвертора, от короткого замыкания указанных транзисторов, при котором источник постоянного тока выйдет из строя. Устройство не является экономичным, т.к. не имеет возможности изменять яркость свечения лампы в зависимости от внешней освещенности, не может работать в дежурном режиме, когда включается яркий свет только при наличии рядом людей. The disadvantages of this device is the low lamp power (up to 40 W) in the load, because At high powers, the resonant circuit is unstable; the device does not have the ability to connect more than one lamp to the output. The device does not have protection against overheating of the inverter transistors, from a short circuit of these transistors, in which the DC source will fail. The device is not economical because it does not have the ability to change the brightness of the lamp depending on the ambient light, cannot work in standby mode when the bright light turns on only when there are people nearby.

Заявляемое изобретение решает задачу создания более надежного и эффективного пускорегулирующего устройства, обеспечивающего экономичную эксплуатацию газоразрядных ламп. The claimed invention solves the problem of creating a more reliable and efficient ballasting device that provides economical operation of discharge lamps.

Для решения поставленной задачи в пускорегулирующее устройство для газоразрядных ламп, содержащее источник постоянного тока и инвертор, общий вход которого соединен с общим выходом источника постоянного тока, введены преобразователь постоянного напряжения в переменное импульсное напряжение (далее по тексту "преобразователь") и два выпрямителя, при этом выход источника постоянного тока подключен через последовательно соединенные преобразователь и первый выпрямитель к входу инвертора, второй выход преобразователя через второй выпрямитель соединен со вторым входом инвертора и со вторым входом преобразователя, общий выход источника постоянного тока подключен к общим входам преобразователя и обоих выпрямителей, а два выхода инвертора являются выходами устройства, к которым могут быть подключены n последовательно соединенных ламп, при этом преобразователь содержит три резистора, переменный резистор, терморезистор, два транзистора, полевой транзистор, фототранзистор, выпрямитель, стабилитрон, конденсатор и трансформатор с четырьмя обмотками, первая обмотка которого своим выводом соединена с электродом первого резистора и является первым входом преобразователя, к общему входу которого подключены выводы второй, третьей и четвертой обмоток трансформатора, эмиттеры двух транзисторов, электроды переменного и второго резисторов, вторые электроды которых соединены с истоком полевого транзистора, сток которого подключен к второму выводу первой обмотки трансформатора, а затвор соединен со вторым электродом первого резистора, с коллекторами двух транзисторов и через параллельно включенные конденсатор и третий резистор со вторым выводом второй обмотки трансформатора, база первого транзистора подключена к движку переменного резистора, база второго транзистора соединена с анодом стабилитрона, с первым электродом терморезистора и эмиттером фототранзистора, коллектор которого подключен к второму электроду терморезистора и является вторым входом преобразователя, катод стабилитрона соединен через выпрямитель с вторым выводом третьей обмотки трансформатора, второй вывод четвертой обмотки трансформатора является первым выходом преобразователя, а второй вывод второй обмотки трансформатора является вторым выходом преобразователя, при этом инвертор состоит из генератора импульсов, диода, полевого транзистора и трансформатора с четырьмя обмотками, в котором первые выводы первой и второй обмоток объединены и подключены к первому входу инвертора, второй вывод первой обмотки соединен со стоком полевого транзистора и через третью обмотку с первым выходом инвертора, а второй вывод второй обмотки соединен с катодом диода и через четвертую обмотку со вторым выходом инвертора, при этом к общему входу инвертора подключены анод диода, исток полевого транзистора и общий вход генератора импульсов, выход которого соединен с затвором полевого транзистора, а вход является вторым входом инвертора. To solve this problem, a constant-voltage control device for gas discharge lamps, containing a direct current source and an inverter, the common input of which is connected to the common output of the direct current source, introduces a DC-to-AC voltage converter (hereinafter referred to as the "converter") and two rectifiers, the output of the DC source is connected through a series-connected converter and the first rectifier to the input of the inverter, the second output of the converter through the second rectifier The amplifier is connected to the second input of the inverter and to the second input of the converter, the common output of the DC source is connected to the common inputs of the converter and both rectifiers, and the two outputs of the inverter are device outputs to which n series-connected lamps can be connected, while the converter contains three resistors , a variable resistor, a thermistor, two transistors, a field effect transistor, a phototransistor, a rectifier, a zener diode, a capacitor and a transformer with four windings, the first winding of which connected to the electrode of the first resistor and is the first input of the converter, to the common input of which are connected the terminals of the second, third and fourth windings of the transformer, emitters of two transistors, electrodes of the alternating and second resistors, the second electrodes of which are connected to the source of the field-effect transistor, the drain of which is connected to the second terminal of the first winding of the transformer, and the gate is connected to the second electrode of the first resistor, with the collectors of two transistors and through a parallel connected capacitor and the third resistor with the second terminal of the second transformer winding, the base of the first transistor is connected to the variable resistor engine, the base of the second transistor is connected to the zener diode anode, the first thermistor electrode and the phototransistor emitter, whose collector is connected to the second thermistor electrode and is the second converter input, the zener diode cathode is connected through a rectifier with a second terminal of the third transformer winding, the second terminal of the fourth transformer winding is the first output of the transformer switch, and the second output of the second winding of the transformer is the second output of the converter, the inverter consists of a pulse generator, diode, field effect transistor and a transformer with four windings, in which the first conclusions of the first and second windings are combined and connected to the first input of the inverter, the second output of the first the windings are connected to the drain of the field effect transistor and through the third winding with the first output of the inverter, and the second output of the second winding is connected to the cathode of the diode and through the fourth winding with the second output of the inverter, at the same time, the anode of the diode, the source of the field effect transistor and the common input of the pulse generator, the output of which is connected to the gate of the field effect transistor, and the input is the second input of the inverter, are connected to the common input of the inverter.

При этом преобразователь может дополнительно содержать четвертый, пятый, шестой и седьмой резисторы, второй переменный резистор, второй, фототранзистор, второй стабилитрон и усилитель, при этом ко второму входу преобразователя подключен вход питания усилителя, а через четвертый резистор подключены электроды пятого и шестого резисторов и катод второго стабилитрона, к общему входу преобразователя подключен общий вход усилителя, электрод и движок второго переменного резистора, анод второго стабилитрона и эмиттер второго фототранзистора, коллектор которого подключен к второму электроду пятого резистора и к инверсному входу усилителя, другой вход которого соединен с вторыми электродами шестого и переменного резисторов, а выход подключен через седьмой резистор к базе второго транзистора. Moreover, the converter may additionally contain fourth, fifth, sixth and seventh resistors, a second variable resistor, a second, a phototransistor, a second zener diode and an amplifier, while the amplifier’s power input is connected to the second input of the converter, and the electrodes of the fifth and sixth resistors are connected through the fourth resistor and the cathode of the second zener diode, the common input of the amplifier, the electrode and the engine of the second variable resistor, the anode of the second zener diode and the emitter of the second phototransistor are connected to the common input of the converter whose collector is connected to the second electrode of the fifth resistor and to the inverse input of the amplifier, the other input of which is connected to the second electrodes of the sixth and variable resistors, and the output is connected through the seventh resistor to the base of the second transistor.

Кроме того, преобразователь может дополнительно содержать датчик перемещений, четвертый, пятый и шестой резисторы, компаратор и третий транзистор, при этом ко второму ходу преобразователя подключены вход питания датчика перемещений, электрод четвертого резистора и вход питания компаратора, к общему входу преобразователя подключены общие входы датчика перемещений и компаратора, эмиттер третьего транзистора и через пятый резистор второй электрод четвертого резистора и вход компаратора, инверсный вход которого подключен к выходу датчика перемещений, а выход к базе третьего транзистора, коллектор которого через шестой резистор соединен с затвором полевого транзистора. In addition, the converter may additionally contain a displacement sensor, a fourth, fifth, and sixth resistors, a comparator, and a third transistor, while a motion sensor power input, an electrode of the fourth resistor, and a comparator power input are connected to the second stroke of the converter, and the sensor common inputs are connected movements and the comparator, the emitter of the third transistor and through the fifth resistor the second electrode of the fourth resistor and the input of the comparator, the inverse input of which is connected to the output of the sensor and displacements, and the output to the base of the third transistor, whose collector is via the sixth resistor connected to the FET gate.

Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение подключения к устройству одновременно n ламп, обеспечение плавного ручного регулирования силы света ламп, обеспечение автоматического регулирования силы света ламп в зависимости от внешней освещенности, обеспечение стабилизации силы света при воздействии внешних факторов, обеспечение защиты устройства от перегрева ее элементов, от превышения силы тока, защиты силового элемента от превышения напряжения, обеспечение дежурного режима ламп, повышающих яркость свечения при нахождении рядом человека. The technical result of the claimed invention is to provide simultaneously connecting n lamps to the device, providing smooth manual control of the light intensity of the lamps, providing automatic regulation of the light intensity of the lamps depending on the ambient light, ensuring stabilization of the light intensity when exposed to external factors, protecting the device from overheating of its elements, from exceeding amperage, protecting the power element from exceeding voltage, ensuring the standby mode of lamps that increase the brightness of candles when you are near a person.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где фиг.1 - функциональная схема пускорегулирующего устройства; фиг.2 - схема преобразователя; фиг.3 - схема инвертора; фиг.4 - схема преобразователя с усилителем; фиг.5 - схема преобразователя с датчиком перемещений; фиг.6 - временные диаграммы. The invention is illustrated by drawings, where Fig.1 is a functional diagram of a ballast; figure 2 - diagram of the Converter; figure 3 - diagram of the inverter; 4 is a diagram of a converter with an amplifier; 5 is a diagram of a Converter with a displacement sensor; 6 is a timing diagram.

Как показано на фиг. 1, устройство состоит из источника 1 постоянного тока, преобразователя 2 постоянного напряжения в переменное импульсное напряжение (в дальнейшем "преобразователь"), выпрямителей 3, 4, инвертора 5, n ламп 6, где n может изменяться от 1 до 8, при этом лампы могут быть следующих типов: люминесцентные, натриевые низкого давления, ртутные высокого давления, входов и выходов 7-15 блоков. При этом выход источника 1 постоянного тока через последовательно соединенные преобразователь 2, выпрямитель 3, инвертор 5 и n ламп 6 подключен к второму выходу инвертора 5, общий выход источника 1 постоянного тока соединен с общими входами преобразователя 2, выпрямителей 3, 4 и инвертора 5, второй выход преобразователя 2 через выпрямитель 4 подключен ко вторым входам инвертора 5 и преобразователя 2. As shown in FIG. 1, the device consists of a direct current source 1, a constant voltage converter 2 to an alternating pulse voltage (hereinafter referred to as a “converter”), rectifiers 3, 4, an inverter 5, n of lamps 6, where n can vary from 1 to 8, while the lamps can be of the following types: luminescent, low-pressure sodium, high-pressure mercury, inputs and outputs of 7-15 blocks. The output of the DC source 1 through a series-connected converter 2, rectifier 3, inverter 5 and n lamps 6 is connected to the second output of the inverter 5, the common output of the DC source 1 is connected to the common inputs of the converter 2, rectifiers 3, 4 and inverter 5, the second output of the converter 2 through the rectifier 4 is connected to the second inputs of the inverter 5 and the converter 2.

Преобразователь 2 состоит (фиг.2) из резисторов 16-18, переменного резистора 19, конденсатора 20, транзисторов 21, 22, полевого транзистора 23, стабилитрона 24, терморезистора 25, фототранзистора 26, выпрямителя 27, трансформатора с обмотками 28-31. При этом вход 7 преобразователя 2 соединен с электродом резистора 16 и через обмотку 28 к стоку полевого транзистора 23, второй вход 8 соединен с коллектором фототранзистора 26 и через терморезистор 25 с эмиттером фототранзистора 26, базой транзистора 21 и с анодом стабилитрона 24, общий вход 15 подключен к выводам обмоток 29, 30, 31, к эмиттерам транзисторов 21, 22, к электроду переменного резистора 19 и через резистор 18 к истоку транзистора 23 и к другому электроду переменного резистора 19, движок которого соединен с базой транзистора 22, коллектор которого подключен к затвору полевого транзистора 23, ко второму электроду резистора 16, к коллектору транзистора 21 и через параллельно включенные резистор 17 и конденсатор 20 к второму выводу обмотки 31, которая является вторым выходом 10 преобразователя 2, второй вывод обмотки 30 через выпрямитель 27 соединен с катодом стабилитрона 24, а второй вывод обмотки 29 является выходом 9 преобразователи 2. Converter 2 consists (Fig. 2) of resistors 16-18, a variable resistor 19, a capacitor 20, transistors 21, 22, a field effect transistor 23, a zener diode 24, a thermistor 25, a phototransistor 26, a rectifier 27, a transformer with windings 28-31. The input 7 of the converter 2 is connected to the electrode of the resistor 16 and through the winding 28 to the drain of the field-effect transistor 23, the second input 8 is connected to the collector of the phototransistor 26 and through the thermistor 25 with the emitter of the phototransistor 26, the base of the transistor 21 and with the anode of the zener diode 24, common input 15 connected to the terminals of the windings 29, 30, 31, to the emitters of transistors 21, 22, to the electrode of the variable resistor 19 and through the resistor 18 to the source of the transistor 23 and to another electrode of the variable resistor 19, the engine of which is connected to the base of the transistor 22, the collector of which is connected to the gate of the field-effect transistor 23, to the second electrode of the resistor 16, to the collector of the transistor 21 and through a parallel-connected resistor 17 and capacitor 20 to the second output of the winding 31, which is the second output 10 of the converter 2, the second output of the winding 30 through the rectifier 27 is connected to the cathode a zener diode 24, and the second output of the winding 29 is the output 9 of the transducers 2.

Инвертор 5 состоит (фиг.3) из генератора 32 импульсов, полевого транзистора 33, диода 34 и трансформатора с обмотками 35-38. В инверторе 5 вход 11 подключен к выводам обмоток 35, 36, второй вход 12 соединен с входом питания импульсного генератора 32, общий вход 15 подключен к общему входу генератора 32, к аноду диода 34 и к истоку полевого транзистора 33, затвор которого соединен с выходом импульсного генератора 32, выход 13 инвертора 5 через обмотку 37 подключен к второму выводу обмотки 35 и к стоку полевого транзистора 33, а второй выход 14 инвертора подключен через обмотку 38 к второму выводу обмотки 36 и к катоду диода 34. The inverter 5 consists (Fig. 3) of a pulse generator 32, a field effect transistor 33, a diode 34, and a transformer with windings 35-38. In inverter 5, input 11 is connected to the terminals of the windings 35, 36, the second input 12 is connected to the power input of the pulse generator 32, the common input 15 is connected to the common input of the generator 32, to the anode of the diode 34 and to the source of the field-effect transistor 33, the gate of which is connected to the output pulse generator 32, the output 13 of the inverter 5 through the winding 37 is connected to the second output of the winding 35 and to the drain of the field effect transistor 33, and the second output 14 of the inverter is connected through the winding 38 to the second output of the winding 36 and to the cathode of the diode 34.

Преобразователь 2 может дополнительно содержать (фиг.4) резисторы 39-42, переменный резистор 43, фототранзистор 44, усилитель 45 и стабилитрон 46. При этом в преобразователе 2 второй вход 8 может быть подключен к входу питания усилителя 45 и через резистор 39 к электродам резисторов 40, 41 и к катоду стабилитрона 44, общий вход 15 соединен с общим входом усилителя 45, с анодом стабилитрона 46, с эмиттером фототранзистора 44, с движком и электродом переменного резистора 43, второй электрод которого подключен к второму электроду резистора 41 и к входу усилителя 45, инверсный вход которого соединен с вторым электродом резистора 40 и с коллектором фототранзистора 44, а выход подключен через резистор 42 к базе транзистора 21. The Converter 2 may additionally contain (Fig. 4) resistors 39-42, a variable resistor 43, a phototransistor 44, an amplifier 45 and a zener diode 46. In this case, the second input 8 can be connected to the power input of the amplifier 45 and through the resistor 39 to the electrodes resistors 40, 41 and to the cathode of the zener diode 44, the common input 15 is connected to the common input of the amplifier 45, with the anode of the zener diode 46, with the emitter of the phototransistor 44, with a slider and an electrode of a variable resistor 43, the second electrode of which is connected to the second electrode of the resistor 41 and to the input amplifier 45, nversny input coupled to the second electrode of the resistor 40 and the collector of the phototransistor 44, and the output is connected through a resistor 42 to the transistor 21 base.

Преобразователь 2 может быть выполнен другим образом (фиг.5) и дополнительно содержать датчик 47 перемещений, резисторов 48-50, компаратора 51, транзистора 52. При этом второй вход 8 преобразователя 2 подключен к входам питания датчика перемещений 47 и компаратора 51 и через резистор 48 к электроду резистора 49 и к входу компаратора 51, общий вход 15 преобразователя 2 соединен с эмиттером транзистора 52, с вторым электродом резистора 49 и с общими входами датчика перемещений 47 и компаратора 51, у которого инверсный вход подключен к выходу датчика перемещений 47, а выход подключен к базе транзистора 52, коллектор которого соединен через резистор 50 с базой полевого транзистора 23. The Converter 2 can be made in another way (Fig. 5) and further comprise a displacement sensor 47, resistors 48-50, a comparator 51, a transistor 52. The second input 8 of the converter 2 is connected to the power inputs of the displacement sensor 47 and the comparator 51 and through a resistor 48 to the electrode of the resistor 49 and to the input of the comparator 51, the common input 15 of the converter 2 is connected to the emitter of the transistor 52, to the second electrode of the resistor 49 and to the common inputs of the displacement sensor 47 and the comparator 51, in which the inverse input is connected to the output of the displacement sensor 47, and an output connected to the base of transistor 52, whose collector is connected via resistor 50 to the base of the FET 23.

Работает устройство следующим образом. Выходное напряжение U7 (фиг.6) источника 1 постоянного тока (фиг.1) поступает на вход 7 преобразователя 2, на выходе 9 которого образуется импульсное напряжение, положительная амплитуда которого может составлять 600 В при малом токе нагрузки и падать до десятков вольт при большом токе нагрузки. Нагрузкой при этом служит выпрямитель 3, который образует на своем выходе постоянное напряжение, равное по величине амплитуде входного импульса. Это напряжение поступает на вход 11 инвертора 5, который образует на своих выходах 13 и 14 противофазные прямоугольные импульсы типа "меандр" с частотой около 60 кГц, со скважностью 2. Амплитуда импульсов на выходах 13 и 14 прямо пропорциональна напряжению на входе 11 инвертора 5. The device operates as follows. The output voltage U7 (Fig. 6) of the direct current source 1 (Fig. 1) is supplied to the input 7 of the converter 2, the output of which 9 is formed by a pulse voltage, the positive amplitude of which can be 600 V at low load current and drop to tens of volts at high load current. The load in this case is rectifier 3, which forms a constant voltage at its output, which is equal in magnitude to the amplitude of the input pulse. This voltage is supplied to the input 11 of the inverter 5, which generates antiphase rectangular pulses of the meander type with a frequency of about 60 kHz and a duty cycle of 2 at its outputs 13 and 14. The amplitude of the pulses at the outputs 13 and 14 is directly proportional to the voltage at the input 11 of the inverter 5.

Данные импульсы напряжения поступают на n штук последовательно включенных, например, люминисцентных ламп 6. Если лампы не горят, то их внутреннее сопротивление велико, ток через них отсутствует, поэтому на входе 11 инвертора 5 образуется постоянное напряжение U11=600 В (фиг.6), а амплитуда импульсов напряжения на лампах составит:
Um13,12=n•Uзаж=Ku600,
где Uзаж=800 В - напряжение зажигания одной лампы;
Ku≈1,33•n - коэффициент передачи инвертора. В этом случае все n ламп одновременно зажигаются, напряжение на каждой лампе падает до напряжения горения Uгop=120 В, ток в лампах резко возрастает, падает сопротивление нагрузки для преобразователя 2, падает амплитуда импульсов на его выходе 9, при этом на входе 11 инвертора 5 образуется постоянное напряжение:
U11=600(Uгop/Uзaж)=90 В.
These voltage pulses are fed to n pieces of series-connected, for example, fluorescent lamps 6. If the lamps are not lit, then their internal resistance is high, there is no current through them, so a constant voltage of U 11 = 600 V is generated at input 11 of inverter 5 (Fig. 6 ), and the amplitude of the voltage pulses on the lamps will be:
U m13,12 = n • U zh = K u 600,
where U zag = 800 V is the ignition voltage of one lamp;
K u ≈1.33 • n - inverter transfer coefficient. In this case, all n lamps are simultaneously lit, the voltage on each lamp drops to a burning voltage of Uop = 120 V, the current in the lamps rises sharply, the load resistance for converter 2 drops, the pulse amplitude at its output 9 drops, and at the input 11 of the inverter 5 a constant voltage is formed:
U 11 = 600 (U gop / U zaz ) = 90 V.

Так как скважность импульсов напряжения на лампах равна двум, то ток в одном направлении через лампы равен току в обратном направлении, поэтому лампы светят с одинаковой яркостью по всей длине. Since the duty cycle of the voltage pulses on the lamps is equal to two, the current in one direction through the lamps is equal to the current in the opposite direction, so the lamps shine with the same brightness along the entire length.

На втором выходе 10 преобразователя 2 в любом режиме работы устройства образуются импульсы U10 (фиг.6) положительной амплитуды, имеющей постоянную небольшую величину порядка Um10=15 В. При этом на выходе выпрямителя 4 появляется постоянное напряжение +15 В, которое питает генератор 32 импульсов в инверторе 5 и цепь автоматики преобразователя 2, состоящую из терморезистора 25 и фотодиода 26.At the second output 10 of the converter 2 in any operating mode of the device, pulses of U 10 (Fig. 6) of positive amplitude are formed, having a constant small value of the order of U m10 = 15 V. At the same time, a constant voltage of +15 V appears on the output of the rectifier 4, which feeds the generator 32 pulses in the inverter 5 and the automation circuit of the converter 2, consisting of a thermistor 25 and a photodiode 26.

Таким образом, в устройстве происходит двойное преобразование напряжения из постоянного на выходе источника 1 в переменное на выходе преобразователя 2, которое имеет переменную скважность и не годится для питания ламп. Затем переменное напряжение преобразуется в постоянное напряжение на выходе выпрямителя 3, которое преобразуется вновь в переменное напряжение на выходе инвертора 5. Это напряжение имеет постоянную скважность 2 и идеально подходит для питания ламп. Thus, in the device there is a double conversion of voltage from constant at the output of source 1 to variable at the output of converter 2, which has a variable duty cycle and is not suitable for powering the lamps. Then, the alternating voltage is converted into a direct voltage at the output of the rectifier 3, which is converted again into an alternating voltage at the output of the inverter 5. This voltage has a constant duty cycle 2 and is ideal for powering the lamps.

Вместо люминесцентных ламп 6 можно применить ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ, которые имеют меньшее, порядка 280 В, напряжение зажигания, что облегчает работу устройства. Можно также использовать более современные и эффективные натриевые лампы низкого давления типа SOX, имеющие напряжение зажигания порядка 800 В. Instead of fluorescent lamps 6, it is possible to use high-pressure mercury lamps of the DRL type, which have a lower ignition voltage of about 280 V, which facilitates the operation of the device. You can also use more modern and efficient low-pressure sodium lamps such as SOX, with an ignition voltage of about 800 V.

В качестве источника постоянного тока 1 можно применить выпрямленное напряжение сети переменного тока 220 В, частотой 50 Гц, при этом выходное напряжение составит порядка U7=280 B. Можно также применить аккумуляторы с напряжением от 12 до 110 В. При том устройство можно применить как в автомобиле, так и в поезде.As a source of direct current 1, you can use the rectified AC voltage of 220 V, frequency 50 Hz, while the output voltage will be of the order of U 7 = 280 V. You can also use batteries with a voltage of 12 to 110 V. Moreover, the device can be used as in the car and on the train.

Преобразователь 2 (фиг.2) работает следующим образом. В начальный момент времени напряжение U7 на входе 7 преобразователя 2 подается на делитель напряжения, реализованый на резисторах 16 и 17. При этом на затворе полевого транзистора 23 образуется постоянное напряжение порядка 6 В, которое открывает транзистор 23 и запускает преобразователь 2 в работу. К обмотке 28 приложено напряжение U7, через инее начинает протекать ток I18, линейно возрастающий во времени (фиг.6), этот ток выделяется на резисторе 18, сопротивление которого равно 1 Ом:
I18=(U7/L)•t,
где L - индуктивность обмоток 28, 29.
Converter 2 (figure 2) works as follows. At the initial time, the voltage U 7 at the input 7 of the converter 2 is supplied to a voltage divider implemented on resistors 16 and 17. At the same time, a DC voltage of about 6 V is generated at the gate of the field-effect transistor 23, which opens the transistor 23 and starts the converter 2 to work. A voltage U 7 is applied to the winding 28, a current I 18 , linearly increasing in time (6), flows through the frost, this current is released on the resistor 18, the resistance of which is 1 Ohm:
I 18 = (U 7 / L) • t,
where L is the inductance of the windings 28, 29.

Возникающее на резисторе 18 напряжение также линейно растет во времени (фиг. 6). Как только оно достигнет значения, при котором на движке переменного резистора 19, включенного параллельно резистору 18, напряжение достигнет величины 0,6 В, открывается транзистор 22, уменьшающий напряжение на затворе полевого транзистора 23. Транзистор 23 начинает закрываться, напряжение на его истоке и на обмотке 28 резко повышается, напряжение на обмотке 31, создающей положительную обратную связь, резко понижается и через резистор 17 и конденсатор 20 полностью закрывает транзистор 23. Конденсатор 20 при этом способствует более быстрому закрытию транзистора 23. При этом осуществляется защита транзистора 23 по току, т.к. ток в транзисторе не может превысить значения, заданного движком переменного резистора 19. The voltage arising on resistor 18 also increases linearly in time (Fig. 6). As soon as it reaches a value at which the voltage of 0.6 V is applied to the variable resistor 19 connected in parallel with resistor 18, a transistor 22 opens, reducing the voltage at the gate of the field effect transistor 23. The transistor 23 starts to close, the voltage at its source and the winding 28 rises sharply, the voltage on the winding 31, which creates a positive feedback, drops sharply and through the resistor 17 and the capacitor 20 completely closes the transistor 23. The capacitor 20 thus contributes to a faster closure the transistor 23. In this case, the transistor 23 is protected by current, because the current in the transistor cannot exceed the value specified by the slider of the variable resistor 19.

В обмотке 28 в момент закрытия транзистора 23 запасается энергия Wi, равная
Wi=(L•Im2)/2,
где Im - максимальное значение тока I18.
In the winding 28 at the time of closing of the transistor 23, the energy W i equal to
W i = (L • I m 2 ) / 2,
where I m is the maximum current value I 18 .

На обмотке 28 при этом возникает импульс напряжения Um, в течение которого энергия, запасенная в обмотке 28, передается на вход 9 выпрямителя 3. После передачи всей энергии напряжение на обмотке 28 резко падает, на обмотке 31 напряжение резко возрастает и транзистор 23 снова открывается. Возникают периодические колебания с частотой порядка 20 кГц=F23=1/T23. При этом на вход 9 выпрямителя 3 через обмотку 29 передается с преобразователя 2 мощность Рн, равная:
PH=W•F23=(L•Im2•F23)/2
Как видно, мощность, подаваемая на вход 9 выпрямителя 3, сильно зависит от величины тока Im, которая устанавливается движком переменного резистора 19. При этом появляется возможность плавно вручную регулировать мощность Рн или силу света ламп в большом диапазоне:
PH=(0,05÷1)Pmax,
где Рmах - максимальная мощность для конкретных ламп. Положительная полуволна Um7 на обмотке 31 (U10) имеет всегда постоянную величину независимо от режима работы устройства. Она равна:
Um7=U7•(W31/W28)≈15 В,
где W31, W28 - количество витков обмоток.
In this case, a voltage pulse U m arises on the winding 28, during which the energy stored in the winding 28 is transmitted to the input 9 of the rectifier 3. After transferring all the energy, the voltage on the winding 28 drops sharply, on the winding 31 the voltage rises sharply and the transistor 23 opens again . Periodic oscillations occur with a frequency of the order of 20 kHz = F 23 = 1 / T 23 . At the same time, the input 9 of the rectifier 3 through the winding 29 is transferred from the Converter 2 power RN equal to:
P H = W • F 23 = (L • I m 2 • F 23 ) / 2
As you can see, the power supplied to the input 9 of the rectifier 3, greatly depends on the current value I m , which is set by the variable resistor 19 engine. In this case, it becomes possible to smoothly manually adjust the power Rn or the light intensity of the lamps in a wide range:
P H = (0.05 ÷ 1) P max ,
where P max is the maximum power for specific lamps. The positive half-wave U m7 on the winding 31 (U 10 ) always has a constant value, regardless of the operating mode of the device. It is equal to:
U m7 = U 7 • (W 31 / W 28 ) ≈15 V,
where W 31 , W 28 - the number of turns of the windings.

При этом режим работы транзистора 23 является стабильным. Moreover, the operation mode of the transistor 23 is stable.

Число витков обмоток 28 и 29 одинаково, поэтому на обмотке 29 возникает напряжение U9= U28-U7. Положительные волны этого напряжения выпрямляются в выпрямителе 3.The number of turns of the windings 28 and 29 is the same, so the voltage U 9 = U 28 -U 7 appears on the winding 29. Positive waves of this voltage are rectified in the rectifier 3.

Импульс напряжения Um при неработающей лампе может достигать величин, значительно больших напряжения пробоя транзистора 23 (1000 В). Для исключения выхода из строя транзистора в устройстве предусмотрена защита транзистора по напряжению. При этом на обмотке 30 возникают значительные по величине импульсы, которые на выходе выпрямителя и создают постоянное положительное напряжение U27 порядка 10 В, открывающее стабилитрон 24, напряжение стабилизации которого равно 9,4 В. После чего открывается транзистор 21, уменьшающий напряжение на затворе полевого транзистора 23. Таким образом, ток ограничивается, максимальное напряжение на стоке транзистора 23 находится на уровне 680 В. При этом соотношение витков обмоток равно:
W28/WW30=(880-U7)/10
При этом напряжение на входе инвертора U7=280 В возрастает до величины:
U7=880-280=600 В
Это напряжение должно обеспечить зажигание ламп.
The voltage pulse U m when the lamp is idle can reach values significantly higher than the breakdown voltage of the transistor 23 (1000 V). To exclude the failure of the transistor, the device provides voltage protection for the transistor. When this occurs on the winding 30 there are significant pulses that are at the output of the rectifier and create a constant positive voltage U 27 of the order of 10 V, opening the zener diode 24, the stabilization voltage of which is 9.4 V. Then the transistor 21 is opened, which reduces the voltage at the gate of the field transistor 23. Thus, the current is limited, the maximum voltage at the drain of the transistor 23 is at 680 V. The ratio of the turns of the windings is equal to:
W 28 / W W 30 = (880-U 7 ) / 10
In this case, the voltage at the inverter input U 7 = 280 V increases to:
U 7 = 880-280 = 600 V
This voltage should provide ignition of the lamps.

На корпус транзистора 23 устанавливается терморезистор 25 и при возрастании температуры корпуса более 80oС сопротивление терморезистора 25 падает до величины, при которой ток, протекающий через него, возрастает и открывает транзистор 21, что ведет к уменьшению напряжения на затворе транзистора 23 и к уменьшению амплитуды импульсов на его стоке. При этом падает рассеиваемая мощность на транзисторе 23, и его температура стабилизируется на уровне 80oС, что обеспечивает защиту основного силового элемента устройства от перегрева.A thermistor 25 is installed on the transistor 23 case and when the case temperature rises above 80 o С, the resistance of the thermistor 25 drops to a value at which the current flowing through it increases and opens the transistor 21, which leads to a decrease in the gate voltage of the transistor 23 and to a decrease in the amplitude pulses on its stock. In this case, the dissipated power drops on the transistor 23, and its temperature stabilizes at 80 o C, which protects the main power element of the device from overheating.

В устройстве предусмотрено автоматическое управление светом ламп в зависимости от внешнего освещения. При этом фототранзистор 26 устанавливается в месте освещения внешних источников, но изолировано от света используемых ламп. При наличии внешнего освещения (днем) фототранзистор 26 проводит большой ток, он попадает на базу транзистора 21, открывает его совсем и подключает затвор транзистора 23 на общий вход. Транзистор 23 закрывается, генерация импульсов отсутствует, лампы гаснут, устройство при этом потребляет менее 5% от своей номинальной мощности. При отсутствии внешнего освещения фототранзистор 26 закрыт и лампы светят на полную мощность. В сумерках (утром или вечером) через фототранзистор 26 течет такой ток, что лампы светят не на полную мощность, при этом при переходе от дня к ночи лампы постепенно меняют свой свет от нулевого до максимального, чем экономят электроэнергию, обеспечивая при этом постоянную суммарную освещенность. The device provides automatic control of the light of lamps depending on external lighting. In this case, the phototransistor 26 is installed in the place of illumination of external sources, but is isolated from the light of the lamps used. In the presence of external lighting (in the afternoon), the phototransistor 26 conducts a large current, it gets to the base of the transistor 21, opens it completely and connects the gate of the transistor 23 to a common input. The transistor 23 is closed, there is no pulse generation, the lamps go out, the device consumes less than 5% of its rated power. In the absence of external lighting, the phototransistor 26 is closed and the lamps shine at full power. At dusk (morning or evening), such a current flows through the phototransistor 26 that the lamps do not shine at full power, while during the transition from day to night, the lamps gradually change their light from zero to maximum, which saves electricity, while ensuring constant total illumination .

Инвертор 5 (фиг. 3) работает следующим образом. Генератор 32 импульсов питается от входа 12 напряжением U8=15 В. На своем выходе он генерирует прямоугольные импульсы амплитудой 15 В, частотой порядка 60 кГц и скважностью 2. Эти импульсы поступают на затвор полевого транзистора 33. При этом на его стоке (на обмотке 35) образуются импульсы напряжения U35 с амплитудой, равной двойному напряжению U11. Такое равенство объясняется тем, что обмотка 36, имеющая равное число витков с обмоткой 35 и включенная ей навстречу, создает импульсы обратной полярности U36, но из-за диода 34 напряжение на обмотке 36 не может быть меньше нуля. При открытом диоде 34 излишняя энергия в обмотках трансформатора с помощью обратного тока заряжает сглаживающие конденсаторы выпрямителя 3, осуществляя экономию энергии.The inverter 5 (Fig. 3) operates as follows. The 32 pulse generator is powered from input 12 by a voltage of U 8 = 15 V. At its output, it generates rectangular pulses with an amplitude of 15 V, a frequency of about 60 kHz and a duty cycle of 2. These pulses are fed to the gate of the field effect transistor 33. At the same time, on its drain (on the winding) 35) voltage pulses U 35 are formed with an amplitude equal to the double voltage U 11 . This equality is explained by the fact that the winding 36, having an equal number of turns with the winding 35 and turned on towards it, creates pulses of reverse polarity U 36 , but due to the diode 34, the voltage across the winding 36 cannot be less than zero. When the diode 34 is open, excess energy in the transformer windings with the help of the reverse current charges the smoothing capacitors of the rectifier 3, saving energy.

При зажигании ламп 6 напряжение U11 равно 600 В, поэтому напряжения на обмотки 35 и 36 (U35 и U36) на амплитуде равны 1200 В. Транзистор 33 при этом должен иметь максимально допустимое напряжение более 1300 В. Одна люминесцентная лампа зажигается напряжением 800 В, поэтому для зажигания n≥2 ламп напряжения 1200 В мало. Обмотки 37 и 38 повышают амплитуду переменного напряжения, коэффициент трансформации при этом равен:
K=W37/W35=W38/W36=2/3•(n-1)
Разность напряжений на выводах 13 и 14 составит:
U13-U14=Uл=1200(1+к)=800n
Этого напряжения достаточно для зажигания n ламп. Если лампа одна (n=1), то коэффициент трансформации к= -1/3, при этом повышающие обмотки 37, 38 должны быть включены навстречу обмоткам 35, 36.
When the lamps 6 are ignited, the voltage U 11 is 600 V, so the voltage across the windings 35 and 36 (U 35 and U 36 ) at an amplitude of 1200 V. The transistor 33 must have a maximum allowable voltage of more than 1300 V. One fluorescent lamp is ignited with a voltage of 800 In, therefore, for ignition of n≥2 lamps, a voltage of 1200 V is small. The windings 37 and 38 increase the amplitude of the alternating voltage, the transformation coefficient is equal to:
K = W 37 / W 35 = W 38 / W 36 = 2/3 • (n-1)
The voltage difference at the terminals 13 and 14 will be:
U 13 -U 14 = U l = 1200 (1 + k) = 800n
This voltage is enough to light n lamps. If the lamp is one (n = 1), then the transformation coefficient is k = -1/3, while the raising windings 37, 38 should be turned on towards the windings 35, 36.

После зажигания ламп напряжение на лампах падает до уровня поддержания их горения:
U13-U14=180(1+к)≈120•n
Ток, проходящий через лампы 6, яркость их свечения и потребляемая мощность при этом регулируется переменным резистором 19. Диапазон регулирования составляет значительную величину (0,1÷1) Рн, где Рн является номинальной мощностью потребления каждой лампой. При этом устройство работает эффективно, так при включении четырех люминесцентных ламп при номинальном излучаемом свете каждой лампой устройство потребляет мощность 130 Вт, т.е. по 33 Вт на одну лампу. Для сравнения одна лампа, имеющая стандартную схему запуска, реализованную на дросселе и пускателе, потребляет 53 Вт. При работе на одну лампу типа SOX мощностью 90 Вт потребляется мощность 56 Вт в то время, как эта лампа при использовании стандартной дроссельной схемы питания потребляет 102 Вт при аналогичной яркости свечения.
After ignition of the lamps, the voltage on the lamps drops to the level of maintaining their burning:
U 13 -U 14 = 180 (1 + k) ≈120 • n
The current passing through the lamps 6, the brightness of their glow and the power consumption is regulated by a variable resistor 19. The control range is a significant amount (0.1 ÷ 1) Rn, where Rn is the nominal power consumption of each lamp. At the same time, the device works efficiently, so when four fluorescent lamps are turned on with a nominal emitted light from each lamp, the device consumes a power of 130 W, i.e. 33 watts per lamp. For comparison, one lamp with a standard trigger circuit implemented on a choke and starter consumes 53 watts. When working on a single lamp type SOX with a power of 90 W, 56 W is consumed, while this lamp, using a standard choke power supply, consumes 102 W with a similar brightness.

Если в процессе эксплуатации необходимо стабилизировать силу света включенных ламп на весь срок их использования, что очень важно для некоторых типов производств, например в теплицах, то в преобразователь могут быть дополнительно введены (фиг.4) усилитель 45, резисторы 39-43, фототранзистор 44 и стабилитрон 46. При этом резистор 39 задает ток в стабилитроне 46, образуя на нем стабильное напряжение порядка 6 В. Это напряжение питает мост, состоящий из резисторов 40, 41, фототранзистора 44 и переменного резистора 43. С диагонали моста два напряжения подаются на входы усилителя 45, его выходное напряжение через резистор 42 поступает на базу транзистора 21, регулируя силу света ламп 6. При этом фототранзистор 44 устанавливается в месте, в которое падает свет ламп 6. Пропорционально силе света ламп меняется проводимость фототранзистора 44. Схема работает таким образом, что из-за обратной связи через свет ламп напряжение на входах усилителя 45 всегда равны между собой. А это значит, что автоматически в любых условиях, независимо от старения ламп и колебаний выходного напряжения источника 1, поддерживается постоянная сила света, обеспечивающая постоянную проводимость фототранзистора 44. Изменяя движком величину сопротивления 22, можно регулировать проводимость фототранзистора 44, а значит и силу света ламп 6. If during operation it is necessary to stabilize the light intensity of the switched-on lamps for the entire period of their use, which is very important for some types of industries, for example, in greenhouses, then an amplifier 45, resistors 39-43, and a phototransistor 44 can be additionally introduced into the converter (Fig. 4). and the zener diode 46. In this case, the resistor 39 sets the current in the zener diode 46, forming a stable voltage of about 6 V. On it, this voltage feeds the bridge, consisting of resistors 40, 41, a phototransistor 44 and a variable resistor 43. I supply two voltages from the diagonal of the bridge connected to the inputs of the amplifier 45, its output voltage through the resistor 42 is supplied to the base of the transistor 21, adjusting the light intensity of the lamps 6. In this case, the phototransistor 44 is installed in the place where the light of the lamps falls 6. In proportion to the light intensity of the lamps, the conductivity of the phototransistor 44 changes. The circuit operates so that due to the feedback through the light of the lamps, the voltage at the inputs of the amplifier 45 is always equal. This means that automatically in any conditions, regardless of the aging of the lamps and fluctuations in the output voltage of source 1, a constant light intensity is maintained, which ensures the constant conductivity of the phototransistor 44. By changing the resistance value 22 by the engine, you can adjust the conductivity of the phototransistor 44, and therefore the light intensity of the lamps 6.

При этом возможна значительная экономия энергии, т.к. резистором 43 можно установить минимально возможную по стандартам силу света ламп, которая будет постоянно поддерживаться устройством независимо от колебаний питающей сети, в то время, как при обычной схеме питания ламп возрастание напряжения питающей сети выше нормы, что приводит к недопустимо яркому свету ламп, расходованию электроэнергии и быстрому выходу ламп из строя. А при питании устройства от батарей устройство создает стабильную силу света, независимую от состояния батарей, что обеспечивает полный расход их электроэнергии. At the same time, significant energy savings are possible, as with resistor 43, you can set the minimum possible light intensity of the lamps, which will be constantly maintained by the device regardless of fluctuations in the mains supply, while with the usual lamp supply circuit, the increase in the mains voltage is higher than normal, which leads to unacceptably bright light of lamps, energy consumption and quick lamp failure. And when the device is powered by batteries, the device creates a stable light intensity, independent of the state of the batteries, which ensures the full consumption of their electricity.

Преобразователь 2 может также дополнительно содержать (фиг.5) датчик перемещений 47, компаратор 51, транзистор 52 и резисторы 48, 49, 50. Такая схема обеспечивает "дежурный" режим работы ламп. При этом датчик перемещений 47 реагирует по звуку шагов, по изменению объемной емкости или по инфракрасному датчику на наличие рядом человека. В результате чего на его выходе образуется повышенное напряжение, поступающее на инверсный вход компаратора 51. На другой вход компаратора 51 подан постоянный средний сигнал с делителя на резисторах 48 и 49. На выходе компаратора 51 образуется нулевой сигнал, транзистор 52 при этом закрытии не влияет на работу устройства, лампы горят в номинальном режиме. При отсутствии рядом человека на выходе датчика перемещений 47 имеется нулевой сигнал, который создает на выходе компаратора 51 повышенное напряжение, открывающее транзистор 52, замыкающий резистор 50 на общий вход. Величина сопротивления резистора 50 достаточно мала, в результате чего он понижает напряжение на затворе транзистора 23 до уровня, когда сила света ламп падает в 20 раз по сравнению с номинальной силой света. The Converter 2 may also further comprise (Fig. 5) a displacement sensor 47, a comparator 51, a transistor 52, and resistors 48, 49, 50. Such a circuit provides a “standby” lamp operation mode. At the same time, the displacement sensor 47 responds by the sound of steps, by a change in volumetric capacity, or by an infrared sensor to the presence of a person nearby. As a result, an increased voltage is generated at its output, which is fed to the inverted input of the comparator 51. A constant average signal from the divider on resistors 48 and 49 is applied to the other input of the comparator 51. A zero signal is generated at the output of the comparator 51, the transistor 52 does not affect this closing the operation of the device, the lamps are lit in nominal mode. In the absence of a person nearby, there is a zero signal at the output of the displacement sensor 47, which creates an increased voltage at the output of the comparator 51, which opens the transistor 52, which closes the resistor 50 to a common input. The resistance value of the resistor 50 is quite small, as a result of which it lowers the voltage at the gate of the transistor 23 to a level when the light intensity of the lamps drops 20 times compared to the nominal light intensity.

Таким образом, в отсутствие людей лампы светят незначительно, потребляя мало энергии, а при наличии рядом людей лампы светят ярко. Полное отключение ламп не происходит, что продлевает срок их службы в несколько раз. т.к. лампы портятся в основном в момент их включения, а в "дежурном" режиме это происходит сотни раз за одну ночь. Применение такой схемы обеспечивает "дежурный" режим и продлевает срок службы ламп, обеспечивает значительную экономию энергии. Thus, in the absence of people, the lamps shine slightly, consuming little energy, and when there are people nearby, the lamps shine brightly. A complete shutdown of the lamps does not occur, which extends their service life by several times. because lamps deteriorate mainly at the moment of their inclusion, and in the "standby" mode this happens hundreds of times in one night. The use of such a circuit provides a “standby” mode and extends the life of the lamps, provides significant energy savings.

Claims (3)

1. Пускорегулирующее устройство для газоразрядных ламп, содержащее источник постоянного тока и инвертор, общий вход которого соединен с общим выходом источника постоянного тока, отличающееся тем, что введены преобразователь постоянного напряжения в переменное импульсное напряжение (далее по тексту "преобразователь") и два выпрямителя, при этом выход источника постоянного тока подключен через последовательно соединенные преобразователь и первый выпрямитель к входу инвертора, второй выход преобразователя через второй выпрямитель соединен со вторым входом инвертора и со вторым входом преобразователя, общий выход источника постоянного тока подключен к общим входам преобразователя и обоих выпрямителей, а два выхода инвертора являются выходами устройства, к которым могут быть подключены n последовательно соединенных ламп, при этом преобразователь содержит три резистора, переменный резистор, терморезистор, два транзистора, полевой транзистор, фототранзистор, выпрямитель, стабилитрон, конденсатор и трансформатор с четырьмя обмотками, первая обмотка которого своим выводом соединена с электродом первого резистора и является первым входом преобразователя, к общему входу которого подключены выводы второй, третьей и четвертой обмоток трансформатора, эмиттеры двух транзисторов, электроды переменного и второго резисторов, вторые электроды которых соединены с истоком полевого транзистора, сток которого подключен к второму выводу первой обмотки трансформатора, а затвор соединен со вторым электродом первого резистора, с коллекторами двух транзисторов и через параллельно включенные конденсатор и третий резистор - со вторым выводом второй обмотки трансформатора, база первого транзистора подключена к движку переменного резистора, база второго транзистора соединена с анодом стабилитрона, с первым электродом терморезистора и эмиттером фототранзистора, коллектор которого подключен ко второму электроду терморезистора и является вторым входом преобразователя, катод стабилитрона соединен через выпрямитель со вторым выводом третьей обмотки трансформатора, второй вывод четвертой обмотки трансформатора является первым выходом преобразователя, а второй вывод второй обмотки трансформатора является вторым выходом преобразователя, при этом инвертор состоит из генератора импульсов, диода, полевого транзистора и трансформатора с четырьмя обмотками, в котором первые выводы первой и второй обмоток объединены и подключены к первому входу инвертора, второй вывод первой обмотки соединен со стоком полевого транзистора и через третью обмотку - с первым выходом инвертора, а второй вывод второй обмотки соединен с катодом диода и через четвертую обмотку - со вторым выходом инвертора, при этом к общему входу инвертора подключены анод диода, исток полевого транзистора и общий вход генератора импульсов, выход которого соединен с затвором полевого транзистора, а вход является вторым входом инвертора. 1. The control device for gas discharge lamps, containing a constant current source and an inverter, the common input of which is connected to a common output of a constant current source, characterized in that a constant voltage converter is introduced into an alternating pulse voltage (hereinafter referred to as "converter") and two rectifiers, the output of the DC source is connected through a series-connected converter and the first rectifier to the inverter input, the second output of the converter through the second rectifier nen with the second input of the inverter and with the second input of the converter, the common output of the DC source is connected to the common inputs of the converter and both rectifiers, and the two outputs of the inverter are the outputs of the device to which n series-connected lamps can be connected, while the converter contains three resistors, variable resistor, thermistor, two transistors, field effect transistor, phototransistor, rectifier, zener diode, capacitor and transformer with four windings, the first winding of which with its output ohm is connected to the electrode of the first resistor and is the first input of the converter, to the common input of which are connected the terminals of the second, third and fourth windings of the transformer, emitters of two transistors, electrodes of an alternating and second resistors, the second electrodes of which are connected to the source of the field-effect transistor, the drain of which is connected to the second the output of the first winding of the transformer, and the gate is connected to the second electrode of the first resistor, to the collectors of two transistors and through a parallel connected capacitor and a third cut side - with the second output of the second transformer winding, the base of the first transistor is connected to the variable resistor engine, the base of the second transistor is connected to the zener diode anode, the first thermistor electrode and the phototransistor emitter, whose collector is connected to the second thermistor electrode and is the second converter input, the zener diode cathode is connected through a rectifier with a second terminal of the third transformer winding, the second terminal of the fourth transformer winding is the first output of the converter and the second output of the second winding of the transformer is the second output of the converter, the inverter consists of a pulse generator, diode, field effect transistor and a transformer with four windings, in which the first conclusions of the first and second windings are combined and connected to the first input of the inverter, the second output of the first winding connected to the drain of the field-effect transistor and through the third winding to the first output of the inverter, and the second output of the second winding is connected to the cathode of the diode and through the fourth winding to the second output of the inverter, when ohm to a common input of the inverter connected diode anode, a source FET and a common input of the pulse generator, whose output is connected to the FET gate, and the input is the second input of the inverter. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в преобразователь введены четвертый, пятый, шестой и седьмой резисторы, второй переменный резистор, второй фототранзистор, второй стабилитрон и усилитель, при этом ко второму входу преобразователя подключен вход питания усилителя, а через четвертый резистор подключены электроды пятого и шестого резисторов и катод второго стабилитрона, к общему входу преобразователя подключен общий входом усилителя, электрод и движок второго переменного резистора, анод второго стабилитрона и эмиттер второго фототранзистора, коллектор которого подключен ко второму электроду пятого резистора и к инверсному входу усилителя, другой вход которого соединен со вторыми электродами шестого и переменного резисторов, а выход подключен через седьмой резистор к базе второго транзистора. 2. The device according to claim 1, characterized in that the fourth, fifth, sixth and seventh resistors, a second variable resistor, a second phototransistor, a second zener diode and an amplifier are introduced into the converter, while the amplifier’s power input is connected to the second input of the converter, and through the fourth the resistor is connected to the electrodes of the fifth and sixth resistors and the cathode of the second zener diode, the common input of the amplifier, the electrode and the engine of the second variable resistor, the anode of the second zener diode and the emitter of the second ph transistor, the collector of which is connected to the second electrode of the fifth resistor and to the inverse input of the amplifier, the other input of which is connected to the second electrodes of the sixth and variable resistors, and the output is connected through the seventh resistor to the base of the second transistor. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в преобразователь введены датчик перемещений, четвертый, пятый и шестой резисторы, компаратор и третий транзистор, при этом ко второму входу преобразователя подключены вход питания датчика перемещений, электрод четвертого резистора и вход питания компаратора, к общему входу преобразователя подключены общие входы датчика перемещений и компаратора, эмиттер третьего транзистора и через пятый резистор второй электрод четвертого резистора и вход компаратора, инверсный вход которого подключен к выходу датчика перемещений, а выход компаратора подключен к базе третьего транзистора, коллектор которого через шестой резистор соединен с затвором полевого транзистора. 3. The device according to claim 1, characterized in that the displacement sensor, the fourth, fifth and sixth resistors, the comparator and the third transistor are inserted into the converter, while the displacement sensor power input, the fourth resistor electrode and the comparator power input are connected to the second input of the converter, the common inputs of the transducer and comparator, the emitter of the third transistor and the second electrode of the fourth resistor and the comparator input, the inverse input of which is connected to the output, are connected to the common input of the converter an ode to the displacement sensor, and the comparator output is connected to the base of the third transistor, whose collector is connected to the gate of the field effect transistor through a sixth resistor.
RU2001129485/09A 2001-10-29 2001-10-29 Gas-discharge lamp starter RU2215382C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001129485/09A RU2215382C2 (en) 2001-10-29 2001-10-29 Gas-discharge lamp starter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001129485/09A RU2215382C2 (en) 2001-10-29 2001-10-29 Gas-discharge lamp starter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2215382C2 true RU2215382C2 (en) 2003-10-27

Family

ID=31988465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001129485/09A RU2215382C2 (en) 2001-10-29 2001-10-29 Gas-discharge lamp starter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2215382C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687074C1 (en) * 2018-05-07 2019-05-07 Общество с ограниченной ответственностью "Торговый дом Загар" Expansion method of effective mercury lamp emitting zone
RU2693870C1 (en) * 2018-10-11 2019-07-05 Общество с ограниченной ответственностью "Торговый дом Загар" Method for output differentiated acceleration of luminous flux power to operating level when mercury lamps are switched on

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5111114A (en) * 1991-06-18 1992-05-05 L.P.S. Technology Co., Ltd. Fluorescent lamp light ballast system
US5574335A (en) * 1994-08-02 1996-11-12 Osram Sylvania Inc. Ballast containing protection circuit for detecting rectification of arc discharge lamp
RU2094964C1 (en) * 1995-06-14 1997-10-27 Рабодзей Александр Николаевич Starting and control gear for feeding gas-discharge lamps
RU2116009C1 (en) * 1997-06-19 1998-07-20 Солуянов Юрий Иванович Ignition control unit for fluorescent lighting
RU12319U1 (en) * 1999-05-13 1999-12-16 Московский энергетический институт (Технический университет) START-UP DEVICE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5111114A (en) * 1991-06-18 1992-05-05 L.P.S. Technology Co., Ltd. Fluorescent lamp light ballast system
US5574335A (en) * 1994-08-02 1996-11-12 Osram Sylvania Inc. Ballast containing protection circuit for detecting rectification of arc discharge lamp
RU2094964C1 (en) * 1995-06-14 1997-10-27 Рабодзей Александр Николаевич Starting and control gear for feeding gas-discharge lamps
RU2116009C1 (en) * 1997-06-19 1998-07-20 Солуянов Юрий Иванович Ignition control unit for fluorescent lighting
RU12319U1 (en) * 1999-05-13 1999-12-16 Московский энергетический институт (Технический университет) START-UP DEVICE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687074C1 (en) * 2018-05-07 2019-05-07 Общество с ограниченной ответственностью "Торговый дом Загар" Expansion method of effective mercury lamp emitting zone
RU2693870C1 (en) * 2018-10-11 2019-07-05 Общество с ограниченной ответственностью "Торговый дом Загар" Method for output differentiated acceleration of luminous flux power to operating level when mercury lamps are switched on

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI388115B (en) Power conversion drive circuit and lamp drive circuit
US6724152B2 (en) Lighting control system with variable arc control including start-up circuit for providing a bias voltage supply
US5030887A (en) High frequency fluorescent lamp exciter
US6696803B2 (en) Self-oscillating electronic discharge lamp ballast with dimming control
KR100210275B1 (en) Circuit for powering gas discharge lamp
US20160057822A1 (en) Driving circuit, lighting device and method of reducing power dissipation
AU2009240793B2 (en) Power control
RU1831774C (en) Lighting system and feeding device by electric current for power load mainly gaseous-discharge lamps such as fluorescent tube
US6329761B1 (en) Frequency controlled half-bridge inverter for variable loads
US8222834B2 (en) HID lamp ballast with controlled DC step down circuit
RU2215382C2 (en) Gas-discharge lamp starter
US7453215B2 (en) Illumination system having cold cathode started, illumination controlled gas discharge lamps in series
KR200207662Y1 (en) Ballast circuit for emergency lighting
KR101376152B1 (en) Led lighting apparatus
JP3918109B2 (en) Discharge lamp lighting device
US6555971B1 (en) High frequency, high efficiency quick restart lighting system
US5808421A (en) Ballast circuit having dual voltage source and emergency battery
RU2264696C2 (en) Starting device for high-pressure gas-discharge lamps
JPH11307291A (en) Discharge lamp lighting device
US20040183468A1 (en) Variable frequency half bridge driver
Quintana-Barcia et al. IEEE PAR1789 compliant low-cost permanent emergency lamp based on a series resonant converter in combination with a low-dropout current regulator
TWI430712B (en) Driving device for fluorescent tube
JP4711148B2 (en) Discharge lamp lighting device and lighting device
KR100630416B1 (en) New electronic dimmer ballast isolation circuit
CN102006710A (en) Power conversion drive circuit and fluorescent tube drive circuit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081030