Zapojenie k činnosti výbojky

Číslo patentu: 279063

Dátum: 07.12.1994

Autori: Bernicke Erhard, Eibisch Karl, Röhr Klaus

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

V obvode záťaže, ktorý obsahuje výbojku (H1), v sérii s touto výbojkou zapojenú indukčnosť (L1) a paralelne k tejto výbojke zaradený kondenzátor (C1), je paralelne k indukčnosti (L1) a/alebo kondenzátoru (C1) priradené sériové zapojenie tepelne závislého odporu (V1) vysokovodivého za studena s prvkom (V2) obojsmerného napäťového prierazu, pričom tepelne závislý odpor (V1) vysokovodivý za studena a prvok (V2) obojsmerného napäťového prierazu sú tepelne viazané. Takéto zapojenie umožní v podstate konštantné zapaľovanie výbojky.

Text

Pozerať všetko

PRIEMYSELNÉHO VLASTNÍCTVA SLOVENSKEJ REPUBLIKYČíslo priorimej prihlášky P 41 21 009.3 (51) 1 C 6 Dátumpriority 2 l.06.91 H 053 41/26 H 0513 41/232Krajina priority DE Dátum zverejnenia 07.12.94 Dátum zverejnenia udelenia vo Vestníku 03.06.98(73) Majiteľ patentu BISON Engineering Sondermaschinen - und Gerätebau GmbH, Frankfurt/Odev, DE(72) Pôvodca vynálezu Bemicke Erhard, Dr. Ing., Berlin, DE Röhr Klaus, DipL-Ing., Berlín, DE Eibisch Karl, Dipl-Ing., Zeuthen, DE(54) Názov vynálezu Zapojenie na činnosť výbojkyV obvode záťaže, ktorý obsahuje výbojku (H 1), v sérii s touto výbojkou zapojenú indukčnosť (L 1) a paralelne F k tejto výbojke zaradený kondenzátor (C 1), je paralelne k indukčnosti (L 1) a/alebo kondenzátoru (C 1) priradenć sériové zapojenie tepelne závislého odporu (V 1) vysokovodivćho za studena s prvkom (V 2) obojsmemého napäťového pricrazu, pričom tepelne závislý odpor(V 1) vysokovodivý za studena a prvok (V 2) obojsmerného napäťovćho prierazu sú tepelne viazané. Takéto EA zapojenie umožní v podstate konštantné zapaľovanieVynález sa týka zapojenia na činnosť výbojky, najmä nízkotlakovej výbojky s vysokofrekvenčným striedačom alebo meničom, so sériovo k výbojke zapojenou indukčnosťou a paralelne kvýbojke zaradenou kapacitou, kde pod činnosťou výbojky sa rozumejú všetky stavy výbojky 0 d zapaľovania až po ustálený výboj.Nízkotlakové výbojky, predovšetkým žiarivky sa vo veľkej miere používajú na elektrickú výrobu svetla. V porovnani so žiarovkami sa vyznačujú vyšším svetelným merným výkonom, väčšou účinnosťou ako aj dlhšou životnosťou. Nízkotlakove výbojky pozostávajú v podstate z výbojkovej banky, ktorá má pri žiarivkách na vnútomých stranách nanesenú luminiscenčnú látku, z elektród, plynnej náplne, ako aj z pätice lampy s kontaktnými kolikmi. Výroba svetla sa pri výbojkách uskutočňuje elektrickým výbojom v plyne vo výbojkovej banke. Pre ich zápomý vnútorný odpor nemožno nízkotlakové výbojky pripojiť priamo knapájacej sieti. O to potrebnejšie je medzi napájaciu sieť a nízkotlakovú výbojku zapojiť predradník, ktorý riadi zapaľovanie a prevádzku lampy.Existuje viacero možnosti riešenia predradníkov, ktoré sa v podstate rozlišujú spôsobom, ktorým sa uskutočňuje zapaľovanie lampy. Najrozšírenejšie sú predradníky, pri ktorých sa pred zapálením elektrického výboja v plyne predohrievajú elektródy.Zapaľovanie elektrického výboja v plyne sa na takýchto predradnikoch uskutočňuje napäťovým impulzom. Bežne predradniky používajú na tvorbu napäťových impulzov tlejivý štartér. V súčasnosti sa rieši predradník prevažne s čisto elektronickými súčiastkami. Toto sa týka najmä kompaktných svetelných zdrojov, pri ktorých je možné predradník čo najúspomejšie zabudovať do pätice lampy. Kompaktne lampy sa oproti bežným trubicovým žiarivkám vyznačujú malými rozmermi.Elektronické predradníky sú známe. V podstate pozostávajú zo širokopásmového filtra, odrušovacieho filtra,usmerňovača, ako aj zo striedača alebo meniča. Striedač alebo menič generuje vysokofrekvenčné striedavé napätie,asi od 25 do 50 kHz, privedene na elektródy výbojky. Pri prevádzke nízkotlakovej výbojky s vysokofrekvenčným striedavým napätím sa dosiahne vyššieho memćho svetelného výkonu lampy ako pri nizkofrekvenčnej prevázdke. Pri takejto prevádzke sa nemení ani intenzita generovaného svetlaNemecká patentová prihláška č. 38 40 845 Al opisuje zapojenie regulačného obvodu nízkotlakovej výbojky s indukčnosťou, sériovo zapojenou kvýbojke a paralelne k výbojke zaradenou kapacitou. Paralelne k indukčnosti sa pamätá na bipól, ktorý je pripojený jednak na bod zapojenia obvodu záťaže, jednak cez minimálne jednu diódu na plus pól a/alebo na mínus pol zdroja jednosmemého napätia, ktorý napája regulačný obvod. Diódy spôsobujú uzatvorenie predohrievacieho obvodu po zapálení výbojky. Vo výbojke, pri napätí na výboji nad 70 V, pozostáva bipól zo sériového zapojenia tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena a z dvoch, proti sebe polarizovaných zenerových diód. Toto slúži na zaistenie uzatvorenia predohrievacieho obvodu pri napätiach na výboji nad 70 V.Z US patentu č. 46 47 820 je známa schéma zapojenia regulačného obvodu výbojky, ktorá pozostáva zo stríedačana vytváranie vysokofrekvenčného prevádzkového napätia výbojky, z indukčnosti sériovo zapojenej k výbojke,z kapacity paralelne zaradenej k výbojke a z tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena, paralelne zaradeného ku kapacite. Pri tomto známom zapojení preteká nežiaducí prúd tepelne závislým odporom vysokovodivým za studena aj po zapálení výbojky, čím sa urýchľuje stámutie tohto tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena.Nábehová krivka výbojky je vznámych zapojeniach určovaná teplotou okolia a prevádzkovými hodnotami tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena, meniacimi sa jeho stamutím, takže konštantné zapaľovanie výbojky pomocou známych zapojení nie je možné.Podstata vynálezu spočíva v tom, že úloha zabezpečiť čo najkonštantnejšie zapaľovanie výbojky je vyriešená zapojenim, ktoré má vysokofrekvenčný striedač alebo menič,v sérii s výbojkou zapojenú indukčnosť a paralelne k výbojke zaradenú kapacitu a má tiež paralelne kindukčnosti alebo kapacite priradené sériové zapojenie tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena s prvkom obojsmemého napäťového príerazu tak, aby sa tepelne závislý odpor vysokovodivý za studena sprvkom obojsmemého napäťového príerazu, navzájom tepelne viazali a aby stupeň tepelnej väzby bolo možné Cielene nastaviť.Riešenie podľa vynálezu tvorí jednoduché zapojenie kúspomej činnosti výbojky, najmä nízkotlakovej tým, že spôsobuje obmedzenie napätia v predhrievacej fáze lampy a tým zabraňuje spontánnemu zapaľovaniu výbojky, spôsobovanému prekročením rezonančného činiteľa obvodu záťaže. Cielene nastaviteľná tepelná väzba, tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena a prvku obojsmemého napäťového príerazu, vedie k dodatočnému ohriatiu tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena, pomocou stratového tepla prvku obojsmemého napäťového príerazu. Tento prívod tepla spôsobuje najmä to, že zmena prevádzkových parametrov tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena, spôsobená stámutim i teplotou okolia vstupuje do nábehovej krivky výbojky značne zmenšená a tým je zabezpečené v podstate konštantné zapaľovanie výbojky.Základom riešenia podľa vynálezu je nasledovaný poznatok. Indukčnosť a ako kapacita predpokladaný kondenzátor, tvoria sériový oscilačný obvod. Vo fáze predhrievania preteká tepelne závislým odporom vysokovodivým za studena a prvkom obojsmemého napäťového príerazu prúd,čím sa tieto ohrievajú. Zvyšujúcim sa ohrievaním tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena, zvyšuje sa jeho odpor, takže prírastok napätia cez tepelne závislý odpor vysokovodivý za studena odpadá, čim prvok obojsmerného napäťového príerazu pôsobí ako obmedzovač napätia. So zvyšujúcim sa ohrievaním tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena, ďalej stúpa rezonančný faktor v sériovom oscilačnom obvode z indukčnosti a kondenzátora až po zapaľovanie výbojky.Vo výhodnej úprave podľa vynálezu je možne Cielene nastaviť stupeň tepelnej väzby tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena a prvku obojsmemého napäťového príerazu. Tým sa umožní požadované nastavenie nábehovej krivky výbojky. Počas ohricvacej fázy výbojky je prvok obojsmemého napäťového príerazu nastavený na vysoký stratový výkon, ktorý prostredníctvom tepelnej väzbyvedie kurčitému dodatočnému ohrevu tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena a tým podľa stupňa tepelnej väzby, skôr či neskôr k prekročeniu rezonancie v sériovom oscilačnom obvode. Nastavením stupňa tepelnej väzby tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena a prvku obojsmemého napäťového prierazu sa umožní vhodné nastavenie nábehovej krivky lampy. Zapojením podľa vjmálezu sa umožní najmä jednoduché prispôsobenie času žeravenía rôznym rozdielnym prevádzkovým parametrom lámp.Tepelná väzba tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena a prvku obojsmemého napäťového prierazu sa výhodne uskutočňuje prostredníctvom spojovacieho média. Vhodné je napríklad lepidlo alebo lak. Stupeň tepelnej väzby možno pritom nastaviť najmä vhodnou voľbou spojovacieho média. Nastavenia tepelnej väzby možno dodatočne uskutočniť variáciou priestorovej vzdialenosti medzi tepelne závislým odporom vysokovodivým za studena a prvkom obojsmemého napäťového prierazu.Ako obojsmeme pôsobiaci prvok prierazového napätia sa používa napríklad tranzilová dióda, alebo varistor. Krealizácii prvku obojsmerného napäťového prierazu sú takisto vhodné dve, proti sebe polarizované a do série usporiadané zenerové diódy.Prierazové napätie prvku obojsmemého napäťového prierazu je výhodné zvoliť tak, aby bolo nižšie než zapaľovacie napätie výbojky a vyššie než napätie na výboji výbojky. Tým sa na jednej strane dosiahne to, že vo fáze predhriatia lampy preteká prúd predohrievacím obvodom,vzniknutým z tepelne závislého odporu vysokovodivého za studena a prvku obojsmemého napäťového prierazu, čím sú elektródy predohrievané, kým sa plynný výboj ešte nezapaľuje. Na druhej strane sa dosiahne, že po zapálení plynného výboja, teda počas fázy výboja lampy, prúd predohrievacím obvodom už nepreteká. Potom sa špičkové napätie nachádza pod prierazovým napätím. Prvok obojsmerného napäťového prierazu sa uzatvorí a predhrievací obvod nepredstavuje žiadne dodatočné zaťaženie. Výhodne sa tepelne závislý odpor vysokovodivý za studena a prvok obojsmerného napäťového prierazu integrujú do jednej konštrukčnej súčiastky.Prehľad obrázkov na výkresochVynález je bližšie objasnený na výkrese, ktorý schematícky znázorňuje zapojenie podľa vynálezu.Zapojenie predstavuje usmerňovač 1 s vyhladzovačom,stiredač 2 a obvod 3 záťaže. Obvod 3 záťaže obsahuje indukčnosť L 1, ktorá je zapojená v sérii kparalelnému zapojeniu výbojky H 1 s minimálne jedným kondenzátorom C 1 ako kapacitou. Rovnako paralelne ku kondenzátoru C 1 je usporiadané sériové zapojenie tepelne závislého odporu V 1 vysokovodivého za studena a tranzilovej diódy V 2. Tepelné závislý odpor V 1 vysokovodivý za studena a tranzilová dióda V 2 sú navzájom tepelne viazané najmä lakom, čo je na výkrese naznačené čiarkovaným spojením. Kondenzátory C 2 a C 3 slúžia jednak na pripojenie striedavého prúdu a na vyhladenie napájacieho napätia. Stiredač 2 dodáva obdĺžnikové napätie s rozdielom špičiek približne 310 V.Pri spustení striedača 2 preteká prúd v obvode 3 záťaže,cez indukčnosť L 1, žeraviacim vláknom elektród lampy, a ko aj cez kondenzátor Cl, tepelne závislý odpor V 1 vysokovodivý za studena a tranzilovú diódu V 2. Prierezové napätie tranzilovej diódy V 2 je stanovené tak, aby sa výbojka Hl spontánne nezapoľovala, ale žeravenie elektród bolo zabezpečené. Vplyvom tepelnej väzby medzi tepelne závislým odporom V 1 vysokovodivým za studena a tranzilovou diódou V 2 je tepelne závislý odpor V 1 vysokovodivý za studena stratovým teplom tranzilovej diódy V 2 dodatočne ohrievaný. Zahriatím tepelne závislého odporu V 1 vysokovodivého za studena sa zväčšuje jeho odpor a tým dochádza k prekročeniu rezonančného činiteľa na výbojke H 1 až po jej zapálenie.Pri výboji výbojky H 1 je špičkové napätie výbojky H 1 pod prierazovým napätím tranzilovej diódy V 2. Predhrievací obvod je uzatvorený a nepredstavuje teda žiadne dodatočné zaťaženie.l. Zapojenie na činnosť výbojky, najmä nizkotlakovej výbojky s vysokofrekvenčným striedačom alebo meničom,so sériovo k výbojke zapojenou indukčnosťou a paralelne kvýbojke zaradenou kapacitou, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že paralelne k indukčnosti (L 1), alebo kapacite (Cl) je priradené sériové zapojenie tepelne závislého odporu (V 1) vysokovodivého za studena a prvku (V 2) obojsmemého napäťového prierazu, kde tepelne závislý odpor (Vl) vysokovodivý za studena a prvok (V 2) obojsmerného napäťového prierazu sú navzájom tepelne viazané,pričom stupeň tepelnej väzby je cielene nastaviteľný.2. Zapojenie na činnosť výbojky podľa nároku l,vyznačuj úee sa tým,žetepelnàväzba je uskutočnená prostredníctvom spojovacieho média, najmä lepidla alebo laku.3. Zapojenie na činnosť výbojky podľa nárokov l až 2,vyznačujúce sa tým,žeprvok(V 2)obojsmemého napäťového prierazu je tvorený tranzilovou diódou.4. Zapojenie na činnosť výbojky podľa nárokov l až 2,vyznačujúce sa tým,žeprvok(V 2)obojsmemého napäťového prierazu pozostáva z dvoch, proti sebe polarizovaných a do série zapojených zenerových diód.5. Zapojenie na činnosť výbojky podľa nárokov l až 2,vyznačujúee sa tým,žeprvok(V 2)obojsmemého napäťového prierazu tvorí varistor.6. Zapojenie na činnosť výbojky podľa niektorého znárokovlaživyznačujúce sa tým,že prierazové napätie prvku (V 2) obojsmerného napäťového prierazu (V 2) sa nachádza nad napätím na výboji výbojky (H 1).7. Zapojenie na činnosť výbojky podľa niektorého znárokovlažómyznačujúce sa tým,že prierazové napätie prvku (V 2) obojsmemého napäťového prierazu sa nachádza pod zapaľovacím napätím výbojky8. Zapojenie na činnosť výbojky podľa niektorého znárokovlažZvyznačujúce sa tým,že tepelne závislý odpor (Vl) vysokovodivý za studena a prvok (V 2) obojsmemého napäťového prierazu sú integrované do jednej konštrukčnej súčiastky.

MPK / Značky

MPK: H05B 41/232, H05B 41/26

Značky: zapojenie, činnosti, výbojky

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-279063-zapojenie-k-cinnosti-vybojky.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zapojenie k činnosti výbojky</a>

Podobne patenty