RU89909U1

RU89909U1 - ELECTRONIC START-UP CONTROL UNIT FOR SUPPLY OF DISCHARGE LAMPS

Info

Publication number: RU89909U1
Application number: RU2009125814/22U
Authority: RU
Inventors: Станислав Борисович Резников; Владимир Владимирович Бочаров; Георгий Александрович Дубенский; Борис Вениаминович Кабелев; Евгений Владимирович Парфенов; Александр Борисович Корнилов; Николай Викторович Гуренков
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2009-12-20

Abstract

1. Электронный пускорегулирующий аппарат для питания газоразрядных ламп, содержащий схему управления, входные выводы которой соединены с датчиками тока и напряжения питания, выпрямитель, дроссель, первый конденсатор, однофазный мостовой инвертор, управляющие выводы которого подключены к выходным выводам схемы управления, блок поджига с трансформатором поджига, вторичная обмотка которого включена между первым выводом для подключения лампы и первым выводом выходной диагонали инвертора, а выводы входной диагонали инвертора через дроссель подключены к выходным выводам выпрямителя, отличающийся тем, что дроссель выполнен с двумя магнитно-связанными обмотками, разноименные первые выводы которых подключены к соответствующим выходным выводам выпрямителя, а вторые - к выводам входной диагонали инвертора, а второй вывод выходной диагонали через первый конденсатор подключен к входному выводу выпрямителя, один из входных выводов которого соединен со вторым выводом для подключения лампы. ! 2. Электронный пускорегулирующий аппарат для питания газоразрядных ламп по п.1, отличающийся тем, что первичная обмотка трансформатора поджига через второй конденсатор включена между первым выводом выходной диагонали инвертора и вторым выводом для подключения лампы. ! 3. Электронный пускорегулирующий аппарат для питания газоразрядных ламп по п.1, отличающийся тем, что схема управления содержит импульсный корректор коэффициента мощности, выполненный с возможностью на первом интервале периода импульсной модуляции обеспечить включение по меньшей мере одной из двух пар смежных ключей инвертора, а на втором - включение одной и�1. An electronic ballast for supplying discharge lamps, comprising a control circuit whose input terminals are connected to current and voltage sensors, a rectifier, inductor, first capacitor, single-phase bridge inverter, the control terminals of which are connected to the output terminals of the control circuit, an ignition unit with a transformer ignition, the secondary winding of which is connected between the first output for connecting the lamp and the first output of the output diagonal of the inverter, and the conclusions of the input diagonal of the inverter through dross they are connected to the output terminals of the rectifier, characterized in that the inductor is made with two magnetically coupled windings, the first opposite terminals of which are connected to the corresponding output terminals of the rectifier, and the second to the terminals of the input diagonal of the inverter, and the second output of the output diagonal through the first capacitor is connected to the input terminal of the rectifier, one of the input terminals of which is connected to the second terminal for connecting the lamp. ! 2. The electronic ballast for supplying gas discharge lamps according to claim 1, characterized in that the primary winding of the ignition transformer through a second capacitor is connected between the first output terminal of the inverter diagonal and the second terminal for connecting the lamp. ! 3. The electronic ballast for supplying discharge lamps according to claim 1, characterized in that the control circuit includes a pulse power factor corrector, configured to enable at least one of two pairs of adjacent inverter keys to be switched on in the first interval of the pulse period, and the second is the inclusion of one and�

Description

Полезная модель относится к силовой импульсной электронике и может быть использована при создании электронных пускорегулирующих аппаратов (балластов) для питания газоразрядных ламп, в частности, натриевых и металл-галогенных ламп высокого давления, применяемых, например, для освещения дорог, больших площадей и в тепличном хозяйстве.The utility model relates to pulsed power electronics and can be used to create electronic ballasts for supplying gas-discharge lamps, in particular, sodium and metal-halogen high-pressure lamps, used, for example, to illuminate roads, large areas and in greenhouses .

Известен электронный пускорегулирующий аппарат для питания газоразрядных ламп от сети переменного тока (в частности - натриевой лампы высокого давления), содержащий корректор коэффициента мощности на базе выпрямителя, повышающего широтно-импульсного модулятора (ШИМ) с электронным ключом и сглаживающего электролитического конденсатора, полумостовой инвертор напряжения на базе двух электронных ключей и конденсаторного делителя напряжения, трансформатор высоковольтного поджига, схему поджига на базе емкостного накопителя и разрядного электронного ключа (триака), а также схему управления(А. Евстифеев, Особенности построения балластов для ламп высокого давления. Силовая электроника, №3,2008 г., стр.132-136, рис.4- нижняя часть, рис.6, и рис.10).A known electronic ballast for powering gas discharge lamps from an alternating current main (in particular, a high-pressure sodium lamp), comprising a power factor corrector based on a rectifier, raising a pulse-width modulator (PWM) with an electronic key and a smoothing electrolytic capacitor, a half-bridge voltage inverter based on two electronic keys and a capacitor voltage divider, high-voltage ignition transformer, ignition circuit based on a capacitive storage and a discharge about the electronic key (triac), as well as the control circuit (A. Evstifeev, Features of the construction of ballasts for high-pressure lamps. Power Electronics, No. 3.2008, pp. 132-136, Fig. 4- lower part, Fig. 6 , and fig. 10).

Недостатком этого устройства является низкая надежность из-за использования шести электронных ключей и наличия электролитического сглаживающего конденсатора с относительно большой энергоемкостью, требующего термостабилизации при широком диапазоне температур окружающей среды. Если заменить указанный электролитический конденсатор пленочным, то из-за сложности обеспечения приемлемых массо-габаритных его параметров будет необходимо во много раз снизить его энергоемкость, т.е. увеличить глубину пульсаций, а следовательно - величину реактивной мощности, что также ведет к снижению надежности.The disadvantage of this device is its low reliability due to the use of six electronic keys and the presence of an electrolytic smoothing capacitor with a relatively high energy intensity, requiring thermal stabilization over a wide range of ambient temperatures. If you replace the specified electrolytic capacitor with a film capacitor, then due to the difficulty of ensuring acceptable mass and overall parameters, it will be necessary to reduce its energy intensity many times, i.e. increase the ripple depth, and therefore the magnitude of the reactive power, which also leads to a decrease in reliability.

Известен электронный пускорегулирующий аппарат для питания газоразрядных ламп от сети переменного тока (в частности - металл-галогенной лампы высокого давления), содержащий корректор коэффициента мощности на базе выпрямителя, повышающего широтно-импульсного модулятора с электронным ключом и сглаживающего электролитического конденсатора, понижающий преобразователь с электронным ключом, мостовой инвертор напряжения на базе четырех электронных ключей, схему высоковольтного поджига и схему управления (см. там же, рис.4 - верхняя часть, рис.10, рис.12).Known electronic ballast for powering gas discharge lamps from an alternating current network (in particular, a metal-halogen high-pressure lamp), containing a power factor corrector based on a rectifier that increases the pulse-width modulator with an electronic key and a smoothing electrolytic capacitor, lowering the converter with an electronic key , a bridge voltage inverter based on four electronic keys, a high-voltage ignition circuit and a control circuit (see ibid., Fig. 4 - upper part, p p.10, Figure 12).

Недостатком указанного устройства являются низкая надежность и низкий КПД из-за сложности тройного преобразования энергии, а также из-за наличия электролитического сглаживающего конденсатора с относительно большой энергоемкостью, требующего термостабилизации при широком диапазоне температур окружающей среды, с учетом зимних и летних условий, а также близости раскаленной лампы.The disadvantage of this device is its low reliability and low efficiency due to the complexity of the triple energy conversion, as well as due to the presence of an electrolytic smoothing capacitor with a relatively high energy intensity, requiring thermal stabilization over a wide range of ambient temperatures, taking into account winter and summer conditions, as well as proximity incandescent lamp.

По технической сущности наиболее близким к предлагаемому является последний из указанных известных электронных пускорегулирующих аппаратов для питания газоразрядных ламп от сети переменного тока.By technical nature, the closest to the proposed one is the last of the known electronic ballasts for powering gas discharge lamps from an alternating current main.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является снижение числа электронных ключей, исключение электролитического сглаживающего конденсатора с относительно большой энергоемкостью или заменяющего его высокочастотного конденсатора с большой реактивной мощностью и упрощение схемы управления.The problem to which the claimed utility model is directed is to reduce the number of electronic keys, to eliminate an electrolytic smoothing capacitor with a relatively high energy intensity or to replace a high-frequency capacitor with a large reactive power and to simplify the control circuit.

Техническим результатом предложения является повышение надежности устройства.The technical result of the proposal is to increase the reliability of the device.

Указанный результат обеспечивается благодаря тому, что в электронном пускорегулирующем аппарате для питания газоразрядных ламп, содержащем схему управления, входные выводы которой соединены с датчиками тока и напряжения питания, выпрямитель, дроссель, первый конденсатор, однофазный мостовой инвертор, управляющие выводы которого подключены к выходным выводам схемы управления, и блок поджига с трансформатором поджига, вторичная обмотка которого включена между первым выводом для подключения лампы и первым выводом выходной диагонали инвертора, а выводы входной диагонали инвертора через дроссель подключены к выходным выводам выпрямителя, дроссель выполнен с двумя магнитно-связанными обмотками, разноименные первые выводы которых подключены к соответствующим выходным выводам выпрямителя, а вторые - к выводам входной диагонали инвертора, а второй вывод выходной диагонали через первый конденсатор подключен к входному выводу выпрямителя, один из входных выводов которого соединен со вторым выводом для подключения лампы, а также благодаря тому, что первичная обмотка трансформатора поджига через второй конденсатор включена между первым выводом выходной диагонали инвертора и вторым выводом для подключения лампы, и кроме того благодаря тому, что схема управления содержит импульсный корректор коэффициента мощности, выполненный с возможностью на первом интервале периода импульсной модуляции обеспечить включение по меньшей мере одной из двух пар смежных ключей инвертора, а на втором - включение одной из двух диагональных пар его ключей, в соответствии с двумя полупериодами напряжения питания.This result is achieved due to the fact that in the electronic ballast for supplying gas discharge lamps, containing a control circuit, the input terminals of which are connected to the current and voltage sensors, a rectifier, inductor, first capacitor, single-phase bridge inverter, the control terminals of which are connected to the output terminals of the circuit control, and the ignition unit with the ignition transformer, the secondary winding of which is connected between the first output for connecting the lamp and the first output of the output diagonal in of the inverter, and the inverter input diagonal leads through the inductor are connected to the output terminals of the rectifier, the inductor is made with two magnetically coupled windings, the first opposite terminals of which are connected to the corresponding output terminals of the rectifier, and the second to the inverter input diagonal terminals, and the second output diagonal output through the first capacitor is connected to the input terminal of the rectifier, one of the input terminals of which is connected to the second terminal for connecting the lamp, and also due to the fact that the primary winding of the trans an ignition ormator through a second capacitor is connected between the first terminal of the inverter output diagonal and the second terminal for connecting the lamp, and in addition, due to the fact that the control circuit includes a pulse power factor corrector, configured to enable at least one of the first intervals of the pulse modulation period two pairs of adjacent keys of the inverter, and on the second - the inclusion of one of two diagonal pairs of its keys, in accordance with two half-periods of the supply voltage.

Дополнительным техническим результатом предложения являются повышение КПД устройства за счет снижения реактивной мощности в его выходной цепи, а также снижение помехоизлучения и повышение электробезопасности за счет заземления лампы и корпуса устройства.An additional technical result of the proposal is to increase the efficiency of the device by reducing the reactive power in its output circuit, as well as reducing noise emissions and increasing electrical safety due to the grounding of the lamp and the device casing.

Лабораторные испытания макета устройства и исследования на компьютерной модели подтверждают возможность широкого промышленного использования предложенного электронного пускорегулирующего аппарата для питания газоразрядных ламп от сети переменного тока.Laboratory tests of the device model and studies on a computer model confirm the possibility of wide industrial use of the proposed electronic ballast for powering gas discharge lamps from an alternating current main.

На фиг.1 приведена принципиальная схема известного электронного пускорегулирующего аппарата для питания газоразрядных ламп, принятого за прототип.Figure 1 shows a schematic diagram of a known electronic ballast for powering discharge lamps, adopted as a prototype.

На фиг.2 приведена принципиальная схема предлагаемого электронного пускорегулирующего аппарата для питания газоразрядных ламп.Figure 2 shows a schematic diagram of the proposed electronic ballasts for power discharge lamps.

Пускорегулирующий аппарат для питания газоразрядных ламп от сети переменного тока, рассматриваемый в качестве прототипа (фиг.1), содержит: выпрямитель 1, дроссель 2, первый конденсатор 3, однофазный мостовой инвертор с ключами 4, 5, 6, 7, блок поджига 8 с трансформатором поджига 9 и вторым конденсатором 10 и схему управления 11. Первичная обмотка трансформатора поджига соединена с выходными выводами генератора импульса поджига. Входные выводы схемы управления подключены к выходным выводам датчика тока 12 питания и датчика напряжения 13 питания, установленных в цепях выпрямителя, имеющего входные выводы 14, 15 для подключения питания. Выходные выводы схемы управления подключены к управляющим выводам схемы поджига и электронных ключей инвертора. Вторичная обмотка трансформатора поджига включена между первым выводом 16 для подключения лампы и первым выводом выходной диагонали инвертора.The control gear for supplying gas discharge lamps from an alternating current network, considered as a prototype (Fig. 1), contains: a rectifier 1, a reactor 2, a first capacitor 3, a single-phase bridge inverter with keys 4, 5, 6, 7, an ignition unit 8 s the ignition transformer 9 and the second capacitor 10 and the control circuit 11. The primary winding of the ignition transformer is connected to the output terminals of the ignition pulse generator. The input terminals of the control circuit are connected to the output terminals of the current sensor 12 of the power supply and the voltage sensor 13 of the power supply installed in the circuits of the rectifier having input terminals 14, 15 for connecting power. The output terminals of the control circuit are connected to the control terminals of the ignition circuit and electronic keys of the inverter. The secondary winding of the ignition transformer is connected between the first terminal 16 for connecting the lamp and the first terminal of the output diagonal of the inverter.

Предлагаемый пускорегулирующий аппарат для питания газоразрядных ламп от сети переменного тока, как и прототип (фиг.2), содержит: выпрямитель 1, дроссель 2, первый конденсатор 3, однофазный мостовой инвертор с ключами 4, 5, 6, 7, блок поджига 8 с трансформатором поджига 9 и вторым конденсатором 10 и схему управления 11. Входные выводы схемы управления подключены к выходным выводам датчика тока 12 питания и датчика напряжения 13 питания, установленных в цепях выпрямителя, имеющего входные выводы 14,15 для подключения питания. Выходные выводы схемы управления подключены к управляющим выводам электронных ключей инвертора. Вторичная обмотка трансформатора поджига включена между первым выводом 16 для подключения лампы и первым выводом выходной диагонали инвертора.The proposed ballast for supplying gas discharge lamps from an alternating current main, as well as the prototype (Fig. 2), contains: a rectifier 1, a reactor 2, a first capacitor 3, a single-phase bridge inverter with keys 4, 5, 6, 7, an ignition unit 8 s an ignition transformer 9 and a second capacitor 10 and a control circuit 11. The input terminals of the control circuit are connected to the output terminals of the current sensor 12 of the power supply and the voltage sensor 13 of the power supply installed in the rectifier circuits having input terminals 14.15 for power supply. The output terminals of the control circuit are connected to the control terminals of the electronic keys of the inverter. The secondary winding of the ignition transformer is connected between the first terminal 16 for connecting the lamp and the first terminal of the output diagonal of the inverter.

В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве дроссель выполнен с двумя магнитно-связанными обмотками. Разноименные первые выводы обмоток дросселя подключены к соответствующим выходным выводам выпрямителя, один из входных выводов которого соединен со вторым выводом 17 для подключения лампы.In contrast to the prototype in the proposed device, the inductor is made with two magnetically coupled windings. The opposite first terminals of the inductor windings are connected to the corresponding output terminals of the rectifier, one of the input terminals of which is connected to the second terminal 17 for connecting the lamp.

Вторые выводы обмоток дросселя подключены к выводам входной диагонали инвертора. Один из входных выводов выпрямителя подключен через первый конденсатор 3 - ко второму выводу выходной диагонали инвертора. На фиг.2 пунктиром показан второй вариант возможного включения первого конденсатора 3.The second terminals of the inductor windings are connected to the terminals of the input diagonal of the inverter. One of the input terminals of the rectifier is connected through the first capacitor 3 to the second terminal of the output diagonal of the inverter. In figure 2, the dotted line shows a second variant of the possible inclusion of the first capacitor 3.

Все электронные ключи или по меньшей мере ключи одной из стоек инвертора выполнены однонаправленными т.е. с односторонней проводимостью, например, на базе транзистора с последовательным диодом или запираемого тиристора. Второй вывод для подключения лампы 17 вместе с одним из выводов питания 15, а также вместе с корпусом устройства заземлены Трансформатор поджига 9 выполнен по схеме автотрансформатора, первичная обмотка которого через второй конденсатор 10 включена между первым выводом первой выходной диагонали инвертора и вторым выводом 17 для подключения лампы. Благодаря этому из блока поджига 8 исключен генератор импульса поджига с дополнительным электронным ключом (триаком) (фиг.1).All electronic keys or at least the keys of one of the inverter racks are made unidirectional i.e. with one-sided conductivity, for example, based on a transistor with a series diode or a lockable thyristor. The second terminal for connecting the lamp 17 together with one of the power terminals 15, and also with the device body are grounded. The ignition transformer 9 is made according to the autotransformer circuit, the primary winding of which through the second capacitor 10 is connected between the first terminal of the first output diagonal of the inverter and the second terminal 17 for connection lamps. Due to this, the ignition pulse generator with an additional electronic key (triac) is excluded from the ignition unit 8 (Fig. 1).

В отличие от прототипа (фиг.1), в котором имеется дополнительный одиночный ключ, выполняющий роль повышающего широтно-импульсного модулятора для коррекции коэффициента мощности, эту роль выполняют ключи инвертора. Для этого широтно-импульсный корректор коэффициента мощности схемы управления 11 выполнен с возможностью на первом интервале периода импульсной модуляции обеспечить включение трех или четырех ключей инвертора, а на втором - включение одной из двух диагональных пар ключей 5, 6 или 4, 7, в соответствии с двумя полупериодами переменного напряжения питания, а именно: при положительном потенциале на выводе 14 - включение пары ключей 5, 6, а при отрицательном - включение пары ключей 4, 7.In contrast to the prototype (Fig. 1), in which there is an additional single key acting as a boost pulse-width modulator for power factor correction, this role is played by inverter keys. For this, the pulse-width corrector of the power factor of the control circuit 11 is configured to enable the inclusion of three or four inverter keys in the first interval of the pulse modulation period, and to enable one of the two diagonal key pairs 5, 6 or 4, 7 in the second, in accordance with two half-periods of alternating supply voltage, namely: with a positive potential at terminal 14 - switching on a key pair 5, 6, and with a negative one - switching on a key pair 4, 7.

Функция первого конденсатора 3 заключается в периодическом накоплении энергии рассеяния обмоток дросселя 2 и последующей рекуперации этой энергии в цепи тех же обмоток. Так как числа витков обмоток дросселя совпадают, то дроссель может быть выполнен с коэффициентом связи, близким к единице т.е. с малыми индуктивностями рассеяния (при намотке двойным проводом). Поэтому величина первого конденсатора 3 может быть минимальной. Функцию генератора высоковольтного импульса поджига выполняют тот же первый конденсатор 3 и ключи инвертора, которые позволяют разряжать первый конденсатор 3 на второй 10 через первичную обмотку трансформатора поджига. Второй конденсатор 10-замыкает цепь тока самого импульса, пробивающего газовый промежуток лампы.The function of the first capacitor 3 is to periodically accumulate the dissipation energy of the windings of the inductor 2 and the subsequent recovery of this energy in the circuit of the same windings. Since the number of turns of the windings of the inductor is the same, the inductor can be made with a coupling coefficient close to unity i.e. with small scattering inductances (when winding with a double wire). Therefore, the magnitude of the first capacitor 3 may be minimal. The function of the generator of the high-voltage ignition pulse is performed by the same first capacitor 3 and inverter keys, which allow to discharge the first capacitor 3 to the second 10 through the primary winding of the ignition transformer. The second capacitor 10 closes the current circuit of the pulse itself, breaking through the gas gap of the lamp.

Предлагаемый электронный пускорегулирующий аппарат для питания газоразрядных ламп работает следующим образом. В исходном состоянии все электронные ключи заперты, входные выводы выпрямителя 14, 15 подключены к сети переменного тока, а выводы 16, 17 подключены к газоразрядной лампе.The proposed electronic ballast for powering discharge lamps works as follows. In the initial state, all electronic keys are locked, the input terminals of the rectifier 14, 15 are connected to an AC network, and the terminals 16, 17 are connected to a gas discharge lamp.

Рассмотрим полупериод сетевого напряжения, при котором на выводе питания 14 имеется положительный потенциал относительно заземленного вывода 15. При напряжении сети, близком к амплитудному (например, 300 В) по команде схемы управления 11 включаются все электронные ключи 4, 5, 6, 7 инвертора, замыкая накоротко вторые разноименные выводы двух обмоток дросселя 2 и подключая к его второй обмотке незаряженные конденсаторы 3 и 10. За время At включенного состояния всех ключей в пределах периода ΔT высокочастотной широтно-импульсной модуляции (ШИМ) суммарное потокосцепление Ψ дросселя 2 возрастает на некоторую величину ΔΨ₁ за счет питания от сети. При этом первый и второй конденсаторы (3, 10) заряжаются до напряжения, равного половине амплитудного (150 В) - при этом потенциалы их правых обкладок положительны. В момент Δt ключи 5,6 запираются, а ключи 4, 7 остаются включенными. Суммарное потокосцепление ΔΨ₁ обмоток дросселя 2 не может скачкообразно снизиться (согласно закону коммутации), это приведет к тому, что первый конденсатор 3 дозарядится по цепи 2-4-3-15-14-1-2, а второй конденсатор 10 перезарядится по цепи 2-1-17-10-9-7-2 (потенциал его левой обкладки станет положительным). При этом суммарное потокосцепление дросселя уменьшится незначительно, т.к. электроемкости конденсаторов относительно малы. В момент ЛТ вновь включаются все ключи инвертора. Так как последовательные диоды в ключах 4 и 7 до этого проводили ток в прямом направлении, то в течение некоторого короткого промежутка времени благодаря рассасыванию носителей эти диоды будут иметь высокую инверсную проводимость. Поэтому к первичной обмотке трансформатора поджига 9 (правый виток) мгновенно приложится напряжение, равное сумме напряжений конденсаторов 3 и 10. На вторичной обмотке трансформатора поджига 9 индуцируется короткий высоковольтный импульс (более 2 кВ), приводящий к пробою рабочего промежутка газоразрядной лампы. При этом ток пробоя замыкается по цепи 9-10-17-16-9 и будет иметь колебательный высокочастотный характер. После пробоя ток лампы подержится с помощью верхней обмотки дросселя 2 по цепи 14-1-2-6-9-16-17-15, повышая его суммарное потокосцепление до величины ΔΨ_max Далее опять включаются ключи 5,6, после чего ток лампы обеспечивается за счет нижней обмотки дросселя по цепи 2-1-17-16-9-7-2. Конденсатор 3 дозаряжается по цепи 2-4-3-1-2.Consider the half-cycle of the mains voltage, at which the power supply terminal 14 has a positive potential relative to the grounded terminal 15. When the mains voltage is close to the amplitude (for example, 300 V), all the inverter electronic switches 4, 5, 6, 7 are turned on by the command of the control circuit 11, shorting the second opposite terminals of the two windings of the inductor 2 and connecting the uncharged capacitors 3 and 10 to its second winding. During the time At of the on state of all keys within the period ΔT of high-frequency pulse width modulation (PWM), the total th flux linkage Ψ throttle 2 increases by a certain amount ΔΨ ₁ by the power from the network. In this case, the first and second capacitors (3, 10) are charged to a voltage equal to half the amplitude (150 V) - while the potentials of their right shields are positive. At the moment Δt, the keys 5,6 are locked, and the keys 4, 7 remain on. The total flux linkage ΔΨ _{1 of the} windings of the inductor 2 cannot abruptly decrease (according to the switching law), this will lead to the fact that the first capacitor 3 is recharged in the circuit 2-4-3-15-14-1-2, and the second capacitor 10 is recharged in the circuit 2-1-17-10-9-7-2 (the potential of its left lining will become positive). In this case, the total flux linkage of the throttle will decrease slightly, because the capacities of the capacitors are relatively small. At the time of LT, all inverter keys are turned on again. Since the consecutive diodes in keys 4 and 7 previously conducted current in the forward direction, then for some short period of time, due to the resorption of the carriers, these diodes will have high inverse conductivity. Therefore, a voltage equal to the sum of the voltages of capacitors 3 and 10 is instantly applied to the primary winding of the ignition transformer 9 (right turn). A short high-voltage pulse (more than 2 kV) is induced on the secondary winding of the ignition transformer 9, leading to a breakdown of the working period of the discharge lamp. In this case, the breakdown current is closed on the circuit 9-10-17-16-9 and will have an oscillatory high-frequency character. After the breakdown, the lamp current is held by the upper winding of the inductor 2 along the circuit 14-1-2-6-9-16-17-15, increasing its total flux linkage to the value Δ Далее _max Then the switches 5.6 are turned on again, after which the lamp current is provided due to the lower winding of the inductor in the circuit 2-1-17-16-9-7-2. The capacitor 3 is recharged in a chain 2-4-3-1-2.

Далее указанные процессы (кроме поджига) периодически повторяются в пределах данного «положительного» полупериода сетевого напряжения.Further, these processes (except ignition) are periodically repeated within the given "positive" half-cycle of the mains voltage.

При этом с помощью обратных связей, осуществляемых датчиками тока 12 и напряжения 13, производится коррекция коэффициента мощности, потребляемой от сети, путем синусного формирования среднеимпульсного значения входного тока выпрямителя за счет регулирования соотношения ΔΨ_max и ΔΨ_min и его синхронизации с напряжением сети. Если напряжение сети меньше, чем приблизительно удвоенное напряжение перезажигания лампы прямой ток (от 16 к 17 на фиг.2) протекать не будет на данном полупериоде сетевого напряжения.In this case, using the feedbacks provided by the current sensors 12 and voltage 13, the power factor consumed from the network is corrected by sinusoidally generating the average pulse value of the rectifier input current by adjusting the ratio ΔΨ _max and ΔΨ _min and synchronizing it with the network voltage. If the mains voltage is less than approximately twice the lamp re-ignition voltage, direct current (from 16 to 17 in FIG. 2) will not flow at this half-cycle of the mains voltage.

На втором полупериоде сетевого напряжения - с отрицательным потенциалом на выводе питания 14 - на первом интервале Δt периода ΔТ модуляции также включаются все электронные ключи, замыкая вторые выводы дросселя 2 и подключая к его первой обмотке заряженный первый конденсатор 3. Через промежуток времени Δt ключи 4,7 запираются, а ключи 5,6 - остаются включенными. Ток лампы протекает по цепи 2-6-9-16-17-1-2 в обратном направлении. При этом также производится ШИМ-регулирование входного тока выпрямителя с целью повышения коэффициента мощности, потребляемой от сети.In the second half-period of the mains voltage - with a negative potential at the power output 14 - in the first interval Δt of the ΔT modulation period, all electronic switches are also turned on, closing the second terminals of the inductor 2 and connecting the charged first capacitor 3 to its first winding. After a period of time Δt the switches 4, 7 are locked, and the keys 5.6 remain on. The lamp current flows through the circuit 2-6-9-16-17-1-2 in the opposite direction. At the same time, PWM regulation of the input current of the rectifier is also carried out in order to increase the power factor consumed from the network.

Вышеуказанные процессы могут осуществляться в режимах непрерывного или прерывистого суммарного потокосцепления дросселя 2, в зависимости от его массо-габаритных характеристик. Роль первого и второго конденсаторов 3 и 10 сводится к поджигу лампы и к защите транзисторов 4,5,6,7 от перенапряжений при их запирании, возникающих из-за индуцирования ЭДС в индуктивностях рассеяния обмоток дросселя 2. При этом массо-габаритные параметры этих конденсаторов определяются, в основном, качеством намотки обмоток дросселя - коэффициентом связи (близком к 1 при намотке двойным проводом).The above processes can be carried out in continuous or intermittent total flux linkage of the inductor 2, depending on its mass-dimensional characteristics. The role of the first and second capacitors 3 and 10 is reduced to igniting the lamp and protecting the transistors 4,5,6,7 from overvoltages when they are blocked, arising due to the induction of EMF in the scattering inductance of the inductor windings 2. Moreover, the mass-dimensional parameters of these capacitors are determined mainly by the quality of winding of the inductor windings - by the coupling coefficient (close to 1 when winding with a double wire).

Таким образом, в отличие от прототипа, заявляемая полезная модель имеет меньшее число ключей, более простую схему управления, не содержит нетермостойкого электролитического сглаживающего конденсатора с относительно большой электроемкостью или пленочного конденсатора с большой реактивной мощностью, благодаря чему достигается основной технический результат - повышение надежности устройства. Кроме того, достигается дополнительный технический результат - повышение КПД устройства за счет снижения реактивной мощности в его выходной цепи, а также снижаются помехоизлучения и повышается электробезопасность за счет заземления лампы и корпуса устройства.Thus, unlike the prototype, the claimed utility model has a smaller number of keys, a simpler control circuit, does not contain a non-heat-resistant electrolytic smoothing capacitor with a relatively large electric capacity or a film capacitor with a large reactive power, thereby achieving the main technical result - increasing the reliability of the device. In addition, an additional technical result is achieved - increasing the efficiency of the device by reducing the reactive power in its output circuit, as well as reducing interference and increasing electrical safety due to the grounding of the lamp and the device casing.

Claims

1. An electronic ballast for supplying discharge lamps, comprising a control circuit whose input terminals are connected to current and voltage sensors, a rectifier, inductor, first capacitor, single-phase bridge inverter, the control terminals of which are connected to the output terminals of the control circuit, an ignition unit with a transformer ignition, the secondary winding of which is connected between the first output for connecting the lamp and the first output of the output diagonal of the inverter, and the conclusions of the input diagonal of the inverter through dross they are connected to the output terminals of the rectifier, characterized in that the inductor is made with two magnetically coupled windings, the first opposite terminals of which are connected to the corresponding output terminals of the rectifier, and the second to the terminals of the input diagonal of the inverter, and the second output of the output diagonal through the first capacitor is connected to the input terminal of the rectifier, one of the input terminals of which is connected to the second terminal for connecting the lamp.

2. The electronic ballast for supplying gas discharge lamps according to claim 1, characterized in that the primary winding of the ignition transformer through a second capacitor is connected between the first output terminal of the inverter diagonal and the second terminal for connecting the lamp.

3. The electronic ballast for supplying discharge lamps according to claim 1, characterized in that the control circuit includes a pulse power factor corrector, configured to enable at least one of two pairs of adjacent inverter keys to be switched on in the first interval of the pulse period, and the second is the inclusion of one of the two diagonal pairs of its keys in accordance with two half-periods of the supply voltage.