Электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной лампы

Авторы патента:

H05B41/24 - в которых лампа питается переменным током высокой частоты (H05B 41/26 имеет преимущество)

Изобретение направлено на повышение технологичности конструкции устройства. Указанный технический результат достигается тем, что электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной лампы содержит узел печатного монтажа на печатной плате 1 с установленными сетевым предохранителем 2 и преобразователем частоты с инвертором на транзисторах 3 с последовательными резисторами 4 в эмиттерных цепях, многообмоточным трансформатором 5, первичная обмотка которого включена в выходную цепь аппарата, и защитными индуктивностями 6, вторичные обмотки трансформатора и защитные индуктивности включены в цепи управляющих электродов транзисторов, предохранитель, резисторы, обмотки трансформатора и индуктивности выполнены в виде участков печатных проводников на плате. 1 илл.

Полезная модель относится к светотехнике, приборостроению, а также к преобразовательной технике и может быть использована при проектировании источников питания для люминесцентных и других типов энергосберегающих газоразрядных ламп, а также различных высокочастотных, в том числе, электротехнологических нагрузок. Полезная модель направлена на повышение технологичности конструкции электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы.

Недостатком электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы является нетехнологичность конструкции, что обусловлено неоптимальным устройством печатного узла аппарата и наличием дополнительных дискретных элементов, повышающих, в том числе, цену устройства,

Известен электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной лампы, содержащий узел печатного монтажа на печатной плате с установленными сетевым предохранителем и преобразователем частоты с инвертором на транзисторах с последовательными резисторами в эмиттерных цепях, многообмоточным трансформатором, первичная обмотка которого включена в выходную цепь аппарата, и защитными индуктивностями, вторичные обмотки трансформатора и защитные индуктивности включены в цепи управляющих электродов транзисторов (Источники питания для флуоресцентных ламп. Каталог 2008/2009. - RELCO, 2009. - С.142).

Указанный электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной лампы является наиболее близким по технической сущности к полезной модели и выбран в качестве прототипа.

Полезная модель направлена на решение задачи повышения технологичности конструкции электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы, что является целью полезной модели.

Указанная цель достигается тем, что в электронном пускорегулирующем аппарате для газоразрядной лампы, содержащем узел печатного монтажа на печатной плате с установленными сетевым предохранителем и преобразователем частоты с инвертором на транзисторах с последовательными резисторами в эмиттерных цепях, многообмоточным трансформатором, первичная обмотка которого включена в выходную цепь аппарата, и защитными индуктивностями, вторичные обмотки трансформатора и защитные индуктивности включены в цепи управляющих электродов транзисторов, предохранитель, резисторы, обмотки трансформатора и индуктивности выполнены в виде участков печатных проводников на плате.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является повышение технологичности конструкции электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы. Это обеспечивается заменой ряда устанавливаемых на печатную плату дискретных элементов их эквивалентами, формируемыми обычной печатью непосредственно на печатной плате в виде участков печатных проводников. За счет такой замены и отсутствия необходимости в установке и монтаже ряда элементов (предохранитель, резисторы эмиттерных цепей, трансформатор, защитные индуктивности) повышается технологичность конструкции (сборки) устройства (печатного узла) и снижается, в том числе, его цена.

Повышение технологичности конструкции электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы является полученным техническим результатом, обусловленным новыми элементами в схеме (печатном узле) электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы, порядком их формирования и включения, новыми технологическими приемами изготовления, то есть, отличительными признаками полезной модели. Таким образом, отличительные признаки заявляемого электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы являются существенными.

На фигуре приведены фрагменты электрической схемы электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы и узла печатного монтажа, поясняющие принцип формирования элементов в виде участков печатных проводников на плате.

Электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной лампы содержит узел печатного монтажа на печатной плате 1 с установленными сетевым предохранителем 2 и преобразователем частоты с инвертором на транзисторах 3 с последовательными резисторами 4 в эмиттерных цепях, многообмоточным трансформатором 5, первичная обмотка которого включена в выходную цепь аппарата, и защитными индуктивностями 6, вторичные обмотки трансформатора и защитные индуктивности включены в цепи управляющих электродов транзисторов, предохранитель, резисторы, обмотки трансформатора и индуктивности выполнены в виде участков печатных проводников на плате.

Электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной лампы в установившемся режиме работает следующим образом. Однофазный мостовой выпрямитель преобразователя частоты на диодах преобразует переменное напряжение питающей сети в знакопостоянное (выпрямленное) напряжение. Напряжение сети поступает на вход выпрямителя через сетевой предохранитель 2. Сетевой предохранитель 2 защищает устройство от перегрузок и коротких замыканий, а также от возгорания в аварийных режимах работы устройства. Выходные выводы однофазного мостового выпрямителя зашунтированы конденсаторами фильтра. Конденсаторы фильтра обеспечивают качественную фильтрацию выходного напряжения выпрямителя. Общая точка соединения конденсаторов фильтра образует один из выходных выводов устройства. Постоянное напряжение выпрямителя преобразуется в переменное напряжение однофазным, например, полумостовым инвертором. Полумостовой инвертор выполнен на транзисторах 3 с последовательными резисторами 4 в эмиттерных цепях. Последовательные резисторы 4 в эмиттерных цепях транзисторов 3 в электронном пускорегулирующем аппарате для газоразрядной лампы выполняют функции по температурной стабилизации рабочих точек транзисторов 3, ограничению тока при перегрузках и коротких замыканиях, а также защиты от возгорания при выходе из строя элементов устройства. Транзисторы 3 однофазного полумостового инвертора включаются и проводят ток поочередно. Включение очередного транзистора 3 формирует на газоразрядной лампе полуволну напряжения соответствующей полярности. Инвертор работает, в частном случае, в автогенераторном режиме, что достигается применением стандартной последовательной резонансной схемы включения газоразрядной лампы через коммутирующий дроссель и коммутирующий конденсатор между выходными выводами инвертора, образуемыми общими точками соединения конденсаторов фильтра и транзисторов 3, соответственно. Периодическое переключение транзисторов 3 в автогенераторном режиме происходит с частотой, определяемой величинами емкости коммутирующего конденсатора и индуктивности коммутирующего дросселя. Синхронизация инвертора и сигналы управления транзисторами 3 формируются многообмоточным трансформатором 5, первичная обмотка которого включена в выходную цепь аппарата. Вторичные обмотки трансформатора 5 и защитные индуктивности 6 включены в цепи управляющих электродов транзисторов 3. Защитные индуктивности 6 служат для исключения (уменьшения) величины сквозных токов транзисторов 3 в режимах перекрытия при коммутациях. Ток в нагрузочной цепи имеет квазисинусоидальную форму с высоким содержанием первой гармоники. Коммутирующий дроссель ограничивает (стабилизирует) ток через газоразрядную лампу. Все элементы устройства входят в состав узла печатного монтажа и размещены на печатной плате 1. Сетевой предохранитель 2 может быть сравнительно просто выполнен в виде участка печатного проводника на плате в процессе ее изготовления. Величины сопротивлений последовательных резисторов 4 относительно невелики. Поэтому они также легко формируются в виде участков печатных проводников на печатной плате 1. Аналогично в виде участков печатных проводников на печатной плате 1 могут быть выполнены обмотки многообмоточного трансформатора 5 и защитные индуктивности 6 в цепи управляющих электродов транзисторов 3. Выполнение сетевого предохранителя 1, последовательных резисторов 4, обмоток трансформатора 5 и защитных индуктивностей 6 печатным способом имеет преимущества. Эффективность указанных элементов при выполнении печатным способом значительно повышается.

В преобразователях частоты различных мощностей величины сопротивлений и мощность последовательных резисторов 4, номинального тока сетевого предохранителя 2 и токов обмоток многообмоточного трансформатора 5 и защитных индуктивностей 6 регулируются размерами формирующих печатных проводников (ширина проводника, толщина фольги).

Транзисторы 3 инвертора преобразователя частоты могут выполняться на основе структур с встроенными встречно-параллельными диодами или модульных конструкций с предустановленными встречно-параллельными диодами. В последнем случае отпадает необходимость в установке отдельных (дискретных) встречно-параллельных диодов. В частном случае, как это представлено на рисунке, встречно-параллельные диоды могут отсутствовать Необходимость включения встречно-параллельных диодов в схему инвертора определяется режимом его работы (автогенераторный режим работы, режим независимого возбуждения). Конденсаторы фильтра являются электролитическими. Для улучшения режима работы электролитические конденсаторы могут шунтироваться пленочными или керамическими конденсаторами малой емкости. В выпрямителе преобразователя частоты используются низкочастотные (выпрямительные) диоды. Газоразрядная лампа включается в резонансную схему с подогревом электродов током коммутирующего конденсатора или без подогрева (двухпроводная схема). При использовании режима без дополнительного подогрева электродов газоразрядной лампы (холодный пуск) смежные выводы ее электродов рекомендуется соединить перемычкой, что существенно увеличивает максимальный срок службы лампы.

Подобная рассматриваемой технология формирования элементов схемы печатным способом может быть применена и в других типах источников электропитания, например, для светодиодов, натриевых ламп низкого и высокого давления, галогенных и металлогалогенных ламп.

Положительные качества заявляемого электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы, по сравнению с прототипом, обусловлены использованием эффективной технологии сборки и конструкции элементов устройства. Сетевой предохранитель, последовательные резисторы в эмиттерных цепях транзисторов, обмоток многообмоточного трансформатора и защитных индуктивностей в управляющих цепях транзисторов формируются печатным способом при изготовлении печатной платы. В результате уменьшается время сборки печатного узла. Снижается, в частности, и цена устройства за счет исключения дорогостоящих элементов и уменьшения времени сборки. Изделие становится более технологичным. Элементы, выполненные печатным способом, в электронном пускорегулирующем аппарате для газоразрядной лампы функционируют более эффективно, чем дискретные компоненты. Таким образом, по сравнению с прототипом, существенно повышается технологичность конструкции нового электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы и снижается, в том числе, его цена.

Дополнительно, по сравнению с прототипом, повышается надежность работы электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы. Элементы, выполненные печатным способом, в электронном пускорегулирующем аппарате для газоразрядной лампы существенно качественнее и надежнее защищают устройство от возможного возгорания в аварийных режимах. Последовательные резисторы, сформированные печатным способом на плате, более эффективно стабилизируют рабочие точки транзисторов инвертора в электронном пускорегулирующем аппарате для газоразрядной лампы. Повышение надежности электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы оценивается по времени наработки на отказ. В соответствии с результатами экспериментальных исследований и измерений соответствующих параметров время наработки на отказ заявляемого электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы, в целом, увеличивается на 25-30%.

Может быть существенно упрощена конструкция и дополнительно снижена цена электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы за счет оптимизации схемы, конструкции узла печатного монтажа, большей эффективности работы элементов, выполненных печатным способом, и обеспечения возможности использования в устройстве транзисторов и диодов со сниженными требованиями к их параметрам и более низкой ценой.

По сравнению с прототипом могут быть снижены весогабаритные показатели заявляемого электронного пускорегулирующего аппарата для газоразрядной лампы за счет оптимизации схемы и конструкции, что также снижает цену и расширяет область применения устройства. Печатная плата за счет исключения ряда дискретных элементов имеет меньшие размеры и является менее дорогостоящей.

Электронный пускорегулирующий аппарат для газоразрядной лампы, содержащий узел печатного монтажа на печатной плате с установленными сетевым предохранителем и преобразователем частоты с инвертором на транзисторах с последовательными резисторами в эмиттерных цепях, многообмоточным трансформатором, первичная обмотка которого включена в выходную цепь аппарата, и защитными индуктивностями, вторичные обмотки трансформатора и защитные индуктивности включены в цепи управляющих электродов транзисторов, отличающийся тем, что предохранитель, резисторы, обмотки трансформатора и индуктивности выполнены в виде участков печатных проводников на плате.

Изобретение относится к электрической очистке газов от взвешенных твердых частиц в различных отраслях промышленности, в частности в теплоэнергетике, металлургии, нефтехимии, промышленности строительных материалов и др