RU95949U1

RU95949U1 - ELECTRONIC START-UP CONTROL UNIT FOR A LINEAR LUMINESCENT LAMP

Info

Publication number: RU95949U1
Application number: RU2010111273/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Силкин
Original assignee: Евгений Михайлович Силкин
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2010-07-10

Abstract

Электронный пускорегулирующий аппарат для линейной люминесцентной лампы, подключенной к выходным выводам аппарата по последовательной резонансной схеме, содержащий источник постоянного напряжения питания и однофазный полумостовой инвертор на транзисторах с последовательными резисторами в эмиттерных цепях, цепи транзисторов и последовательных резисторов зашунтированы встречно-параллельными диодами, входные выводы которого соединены с выводами источника, включающий два последовательно соединенных конденсатора фильтра, трехобмоточный трансформатор, а также два коммутирующих конденсатора и коммутирующий дроссель, образующие с линейной люминесцентной лампой последовательную резонансную схему, подключенную через первичную обмотку трансформатора к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и последовательного резистора транзистора с коллектором второго транзистора соответственно, одноименные выводы электродов лампы попарно зашунтированы коммутирующими конденсаторами, лампа включена в последовательную резонансную схему двумя разноименными выводами электродов, вторые разноименные выводы электродов лампы соединены через позистор, база транзистора подключена к эмиттеру через последовательную цепь из резистора и вторичной обмотки трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, а также к выходному выводу инвертора, образуемому точкой соединения последовательного резистора транзистора с коллектором второго транзистора, через конденсатор, второй резистор и вторую последовательную цепь из встречного диода и третьего резистора, цепь An electronic ballast for a linear fluorescent lamp connected to the output terminals of the device in a series resonant circuit, containing a constant voltage power source and a single-phase half-bridge inverter on transistors with series resistors in emitter circuits, transistor and series resistors circuits are shunted by counter-parallel diodes, the input terminals of which connected to the terminals of the source, including two series-connected filter capacitors, tri full-time transformer, as well as two switching capacitors and a switching inductor, forming a series resonant circuit connected with a linear fluorescent lamp, connected through the primary winding of the transformer to the output terminals of the inverter, formed by the common connection points of the filter capacitors and the series resistor of the transistor with the collector of the second transistor, respectively lamps are pairwise shunted by switching capacitors, the lamp is connected to the series resonance a different circuit with two opposite leads of the electrodes, the second opposite leads of the electrodes of the lamp are connected through a posistor, the base of the transistor is connected to the emitter through a serial circuit from the resistor and the secondary winding of the transformer connected in opposite to the primary winding, as well as to the output terminal of the inverter formed by the connection point of the transistor's serial resistor with the collector of the second transistor, through a capacitor, a second resistor and a second series circuit from a counter diode and a third resistor, a circuit

Description

Полезная модель относится к приборостроению, светотехнике, 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 увеличение срока службы линейной люминесцентной лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом.The utility model relates to instrumentation, lighting, and also to converting technology and can be used in the design of power supplies for fluorescent and other types of energy-saving gas-discharge lamps, as well as various high-frequency, including electrotechnological loads. The utility model is aimed at increasing the service life of a linear fluorescent lamp with an electronic ballast.

Известен электронный пускорегулирующий аппарат для линейной люминесцентной лампы, подключенной к выходным выводам аппарата по последовательной резонансной схеме, содержащий однофазный мостовой выпрямитель на диодах, входные выводы которого соединены с входными выводами аппарата через плавкую вставку, конденсатор фильтра, шунтирующий выходные выводы выпрямителя, однофазный полумостовой инвертор на транзисторах с встречно-параллельными диодами, входные выводы которого соединены с выходными выводами выпрямителя, включающий также два последовательно соединенных конденсатора фильтра, коммутирующий конденсатор и коммутирующий дроссель, образующие с линейной люминесцентной лампой последовательную резонансную схему, подключенную к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и транзисторов соответственно (Платан. Электронные компоненты. Каталог. - Изд-во ЗАО Платан Компонентс, 2008. - С.15).Known electronic ballast for linear fluorescent tubes connected to the output terminals of the device in series resonant circuit, containing a single-phase bridge rectifier on diodes, the input terminals of which are connected to the input terminals of the device through a fuse, a filter capacitor, shunting the output terminals of the rectifier, a single-phase half-bridge inverter on transistors with counter-parallel diodes, the input terminals of which are connected to the output terminals of the rectifier, which also includes and a series-connected filter capacitor, a switching capacitor and a switching inductor, forming a series resonant circuit connected to the output terminals of the inverter formed by common points of the connection of the filter capacitors and transistors with a linear fluorescent lamp (Platan. Electronic components. Catalog. - Platan CJSC Publishing House Components, 2008 .-- P.15).

Недостатком электронного пускорегулирующего аппарата для линейной люминесцентной лампы является малый срок службы лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом из-за низких значений коэффициента полезного действия, что приводит к росту амплитуды токов через элементы аппарата и, соответственно, коэффициента формы тока, больших токов через электроды лампы в длительном режиме работы и возможного перегрева электродов полным током коммутирующего конденсатора.The disadvantage of an electronic ballast for a linear fluorescent lamp is the short life of the lamp with an electronic ballast due to the low values of the efficiency, which leads to an increase in the amplitude of the currents through the elements of the device and, accordingly, the form factor of the current, high currents through the lamp electrodes in long operating mode and possible overheating of the electrodes by the full current of the switching capacitor.

Известен электронный пускорегулирующий аппарат для линейной люминесцентной лампы, подключенной к выходным выводам аппарата по последовательной резонансной схеме, содержащий однофазный мостовой выпрямитель на диодах, входные выводы которого соединены с входными выводами аппарата через плавкую вставку и дроссель фильтра, конденсатор фильтра, шунтирующий выходные выводы выпрямителя, однофазный полумостовой инвертор на транзисторах с встречно-параллельными диодами, входные выводы которого соединены с выходными выводами выпрямителя, включающий кроме того два последовательно соединенных конденсатора фильтра, трехобмоточный трансформатор, а также коммутирующий конденсатор и коммутирующий дроссель, образующие с линейной люминесцентной лампой последовательную резонансную схему, подключенную через первичную обмотку трансформатора к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и транзисторов соответственно, база транзистора подключена к эмиттеру через последовательную цепь из вторичной обмотки трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, и резистора, транзистор зашунтирован демпферным конденсатором и последовательно соединенными вторым и третьим резисторами, эмиттер транзистора соединен с коллектором второго транзистора через четвертый резистор, база второго транзистора подключена к эмиттеру через вторую последовательную цепь из второй вторичной обмотки трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, и пятого резистора, эмиттер второго транзистора соединен с выходным выводом выпрямителя через шестой резистор (IR2520- новые возможности в области разработки электронных балластов //Силовая электроника. - 2006. - №2. - С.26).Known electronic ballast for a linear fluorescent lamp connected to the output terminals of the device in series resonant circuit, containing a single-phase bridge rectifier on diodes, the input terminals of which are connected to the input terminals of the device through a fuse and filter choke, filter capacitor, shunting the output terminals of the rectifier, single-phase a half-bridge inverter on transistors with counter-parallel diodes, the input terminals of which are connected to the output terminals of the rectifier, In addition, it includes two series-connected filter capacitors, a three-winding transformer, as well as a switching capacitor and a switching inductor, which form a series resonant circuit connected with a linear fluorescent lamp and connected through the primary winding of the transformer to the output terminals of the inverter, formed by the common connection points of the filter capacitors and transistors, respectively, the base the transistor is connected to the emitter through a serial circuit from the secondary winding of the transformer, included opposite the primary winding, and the resistor, the transistor is shunted by a damper capacitor and the second and third resistors are connected in series, the emitter of the transistor is connected to the collector of the second transistor through the fourth resistor, the base of the second transistor is connected to the emitter through the second serial circuit from the second secondary winding of the transformer connected according to with the primary winding and the fifth resistor, the emitter of the second transistor is connected to the output terminal of the rectifier through the sixth resistor (IR2520- new in zmozhnosti in the development of electronic ballasts // Power electronics. - 2006. - No. 2. - S.26).

Известен электронный пускорегулирующий аппарат для линейной люминесцентной лампы, подключенной к выходным выводам аппарата по последовательной резонансной схеме, содержащий источник постоянного напряжения питания и однофазный полумостовой инвертор на транзисторах с встречно-параллельными диодами, входные выводы которого соединены с выводами источник, включающий два последовательно соединенных конденсатора фильтра, трехобмоточный трансформатор, а также коммутирующий конденсатор и коммутирующий дроссель, образующие с линейной люминесцентной лампой последовательную резонансную схему, подключенную через первичную обмотку трансформатора к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и транзисторов соответственно, база транзистора подключена к эмиттеру через последовательную цепь из вторичной обмотки трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, и резистора, база второго транзистора подключена к эмиттеру через вторую последовательную цепь из второй вторичной обмотки трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, и второго резистора (Otero Pascal.M. Motorola's D2 Series Transistors for Fluorescent Converters. - Motorola, 1997. - AN1577).Known electronic ballast for a linear fluorescent lamp connected to the output terminals of the apparatus in a serial resonant circuit, containing a constant voltage power source and a single-phase half-bridge inverter on transistors with counter-parallel diodes, the input terminals of which are connected to the terminals of the source, including two series-connected filter capacitors , a three-winding transformer, as well as a switching capacitor and a switching inductor, forming a linear with a minescent lamp, a serial resonant circuit connected through the primary winding of the transformer to the output terminals of the inverter, formed by common points of the connection of the filter capacitors and transistors, respectively, the base of the transistor is connected to the emitter through a serial circuit from the secondary winding of the transformer connected in opposite to the primary winding, and a resistor, the base of the second the transistor is connected to the emitter through a second serial circuit from the second secondary winding of the transformer included according with a primary winding, and a second resistor (Otero Pascal.M. Motorola's D2 Series Transistors for Fluorescent Converters. - Motorola, 1997 .-- AN1577).

Указанный электронный пускорегулирующий аппарат для линейной люминесцентной лампы является наиболее близким по технической сущности к полезной модели и выбран в качестве прототипа.The specified electronic ballast for linear fluorescent lamps is the closest in technical essence to a utility model and is selected as a prototype.

Недостатком прототипа является малый срок службы лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом из-за низких значений коэффициента полезного действия, что приводит к росту амплитуды токов через элементы аппарата и, соответственно, коэффициента формы тока, больших токов через электроды лампы в длительном режиме работы и возможного перегрева электродов полным током коммутирующего конденсатора.The disadvantage of the prototype is the short life of the lamp with an electronic ballast due to the low values of the efficiency, which leads to an increase in the amplitude of the currents through the elements of the device and, accordingly, the form factor of the current, high currents through the electrodes of the lamp in continuous operation and possible overheating of the electrodes full current switching capacitor.

Полезная модель направлена на решение задачи увеличения срока службы линейной люминесцентной лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом, что является целью полезной модели.The utility model is aimed at solving the problem of increasing the service life of a linear fluorescent lamp with an electronic ballast, which is the purpose of the utility model.

Указанная цель достигается тем, что в электронном пускорегулирующем аппарате для линейной люминесцентной лампы, подключенной к выходным выводам аппарата по последовательной резонансной схеме, содержащем источник постоянного напряжения питания и однофазный полумостовой инвертор на транзисторах с последовательными резисторами в эмиттерных цепях, цепи транзисторов и последовательных резисторов зашунтированы встречно-параллельными диодами, входные выводы которого соединены с выводами источника, включающем два последовательно соединенных конденсатора фильтра, трехобмоточный трансформатор, а также два коммутирующих конденсатора и коммутирующий дроссель, образующие с линейной люминесцентной лампой последовательную резонансную схему, подключенную через первичную обмотку трансформатора к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и последовательного резистора транзистора с коллектором второго транзистора, соответственно, одноименные выводы электродов лампы попарно зашунтированы коммутирующими конденсаторами, лампа включена в последовательную резонансную схему двумя разноименными выводами электродов, вторые разноименные выводы электродов лампы соединены через позистор, база транзистора подключена к эмиттеру через последовательную цепь из резистора и вторичной обмотки трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, а также к выходному выводу инвертора, образуемому точкой соединения последовательного резистора транзистора с коллектором второго транзистора, через конденсатор, второй резистор и вторую последовательную цепь из встречного диода и третьего резистора, цепь транзистора с последовательным резистором зашунтирована демпферным конденсатором и четвертым резистором, коллектор второго транзистора соединен с базой через пятый резистор, база второго транзистора подключена к эмиттеру через третью последовательную цепь из разделительного конденсатора, шестого резистора и второй вторичной обмотки трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, а также к выводу источника, соединенного с последовательным резистором второго транзистора через второй конденсатор и четвертую последовательную цепь из второго встречного диода и седьмого резистора.This goal is achieved by the fact that in the electronic ballast for a linear fluorescent lamp connected to the output terminals of the device in a serial resonant circuit containing a constant voltage power source and a single-phase half-bridge inverter on transistors with series resistors in the emitter circuits, the transistor chains and series resistors are shunted in the opposite direction - parallel diodes, the input terminals of which are connected to the terminals of the source, including two series-connected filter capacitors, a three-winding transformer, as well as two switching capacitors and a switching inductor, forming a series resonant circuit with a linear fluorescent lamp, connected through the primary winding of the transformer to the output terminals of the inverter, formed by the common points of the connection of the filter capacitors and the series resistor of the transistor to the collector of the second transistor, accordingly, the same leads of the lamp electrodes are pairwise shunted by switching capacitors, lam but it is included in the serial resonant circuit with two opposite terminals of the electrodes, the second opposite terminals of the lamp electrodes are connected through a posistor, the base of the transistor is connected to the emitter through a serial circuit from the resistor and the secondary winding of the transformer connected in opposite to the primary winding, and also to the output terminal of the inverter formed by a point connecting the series resistor of the transistor to the collector of the second transistor, through the capacitor, the second resistor and the second serial circuit from the main diode and the third resistor, the transistor circuit with a series resistor is shunted by a damper capacitor and a fourth resistor, the collector of the second transistor is connected to the base through the fifth resistor, the base of the second transistor is connected to the emitter through the third serial circuit from the isolation capacitor, the sixth resistor and the second secondary winding of the transformer, included in accordance with the primary winding, as well as to the output of the source connected to the series resistor of the second transistor through the second a capacitor and a fourth series circuit from a second counter diode and a seventh resistor.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является увеличение срока службы линейной люминесцентной лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом, что достигается комплексным снижением амплитуд токов через элементы аппарата и электроды лампы и, соответственно, коэффициента формы тока, обеспечением нагрева электродов перед включением лампы и исключения перегрева электродов лампы током коммутирующих конденсаторов во время ее длительной работы. Заявляемый электронный пускорегулирующий аппарат может быть использован для ответственных энергосберегающих применений, обеспечивающих увеличенный срок службы с эффективным «теплым» стартом, перегрузок и перегрева электродов лампы.A significant difference characterizing the utility model is an increase in the service life of a linear fluorescent lamp with an electronic ballast, which is achieved by a comprehensive reduction in the amplitudes of the currents through the elements of the device and the electrodes of the lamp and, accordingly, the current shape coefficient, ensuring the heating of the electrodes before turning on the lamp and eliminating overheating of the lamp electrodes current switching capacitors during its long operation. The inventive electronic ballast can be used for energy-efficient applications that provide extended service life with an effective "warm" start, overloads and overheating of the lamp electrodes.

Увеличение срока службы линейной люминесцентной лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом является полученным техническим результатом, обусловленным новыми элементами в схеме, порядком их включения и новыми связями, то есть отличительными признаками полезной модели. Таким образом, отличительные признаки заявляемого электронного пускорегулирующего аппарата для линейной люминесцентной лампы являются существенными.The increase in the service life of a linear fluorescent lamp with an electronic ballast is the technical result due to new elements in the circuit, the order in which they are turned on, and new connections, that is, the hallmarks of the utility model. Thus, the distinctive features of the claimed electronic ballast for linear fluorescent lamps are significant.

На рисунке приведена схема электронного пускорегулирующего аппарата для линейной люминесцентной лампы.The figure shows a diagram of an electronic ballast for a linear fluorescent lamp.

Электронный пускорегулирующий аппарат для линейной люминесцентной лампы 1, подключенной к выходным выводам аппарата по последовательной резонансной схеме, содержит источник 2 постоянного напряжения питания и однофазный полу мостовой инвертор на транзисторах 3, 4 с последовательными резисторами 5, 6 в эмиттерных цепях, цепи транзисторов и последовательных резисторов зашунтированы встречно-параллельными диодами 7, 8, входные выводы которого соединены с выводами источника, включающий два последовательно соединенных конденсатора фильтра 9, 10, трехобмоточный трансформатор, а также два коммутирующих конденсатора 11, 12 и коммутирующий дроссель 13, образующие с линейной люминесцентной лампой последовательную резонансную схему, подключенную через первичную обмотку 14 трансформатора к выходным выводам инвертора, образуемым общими точками соединения конденсаторов фильтра и последовательного резистора транзистора с коллектором второго транзистора, соответственно, одноименные выводы электродов лампы попарно зашунтированы коммутирующими конденсаторами, лампа включена в последовательную резонансную схему двумя разноименными выводами электродов, вторые разноименные выводы электродов лампы соединены через позистор 15, база транзистора подключена к эмиттеру через последовательную цепь из резистора 16 и вторичной обмотки 17 трансформатора, включенной встречно с первичной обмоткой, а также к выходному выводу инвертора, образуемому точкой соединения последовательного резистора транзистора с коллектором второго транзистора, через конденсатор 18, второй резистор 19 и вторую последовательную цепь из встречного диода 20 и третьего резистора 21, цепь транзистора с последовательным резистором зашунтирована демпферным конденсатором 22 и четвертым резистором 23, коллектор второго транзистора соединен с базой через пятый резистор 24, база второго транзистора подключена к эмиттеру через третью последовательную цепь из разделительного конденсатора 25, шестого резистора 26 и второй вторичной обмотки 27 трансформатора, включенной согласно с первичной обмоткой, а также к выводу источника, соединенного с последовательным резистором второго транзистора через второй конденсатор 28 и четвертую последовательную цепь из второго встречного диода 29 и седьмого резистора 30.An electronic ballast for a linear fluorescent lamp 1 connected to the output terminals of the device in a series resonant circuit contains a source 2 of a constant voltage supply and a single-phase semi-bridge inverter on transistors 3, 4 with series resistors 5, 6 in the emitter circuits, circuits of transistors and series resistors shunted by counter-parallel diodes 7, 8, the input terminals of which are connected to the terminals of the source, including two series-connected filter capacitors 9, 10, a three-winding transformer, as well as two switching capacitors 11, 12 and a switching inductor 13, forming a series resonant circuit with a linear fluorescent lamp connected through the primary winding 14 of the transformer to the output terminals of the inverter formed by the common points of the connection of the filter capacitors and the series resistor of the transistor with the collector the second transistor, respectively, the same leads of the lamp electrodes are pairwise shunted by switching capacitors, the lamp is turned on in the last The resonant resonant circuit is made by two opposite terminals of the electrodes, the second opposite terminals of the lamp electrodes are connected through a posistor 15, the base of the transistor is connected to the emitter through a serial circuit from the resistor 16 and the secondary winding 17 of the transformer connected in opposite to the primary winding, and also to the output terminal of the inverter formed by a point connecting the series resistor of the transistor to the collector of the second transistor, through the capacitor 18, the second resistor 19 and the second serial circuit from the oncoming diode 20 and the third resistor 21, the transistor circuit with the series resistor is shunted by the damper capacitor 22 and the fourth resistor 23, the collector of the second transistor is connected to the base through the fifth resistor 24, the base of the second transistor is connected to the emitter through the third serial circuit from the isolation capacitor 25, the sixth resistor 26 and the second secondary winding 27 of the transformer connected in accordance with the primary winding, as well as to the output of the source connected to the series resistor of the second transistor through the second th capacitor 28 and a fourth series circuit from the second counter diode 29 and the seventh resistor 30.

Электронный пускорегулирующий аппарат для линейной люминесцентной лампы в установившемся режиме работает следующим образом. Источник 2 постоянного напряжения питания вырабатывает и подает напряжение на вход однофазного полумостового инвертора на транзисторах 3, 4 с последовательными резисторами 5, 6 в эмиттерных цепях. В качестве источника 2 постоянного напряжения питания может быть использован выпрямитель с емкостным фильтром на выходе или аккумуляторная батарея. Транзисторы 3, 4 однофазного полумостового инвертора включаются и проводят ток поочередно. Инвертор работает в автогенераторном режиме, что достигается применением последовательной резонансной схемы включения линейной люминесцентной лампы 1 и обратной связи за счет трехобмоточного трансформатора, первичная обмотка 14 которого соединяется последовательно в нагрузочную цепь инвертора, а вторичные обмотки 17, 27 включаются в базовые цепи транзисторов 3, 4. При этом вторичные обмотки 17, 27 трансформатора имеют встречное включение. Базовые токи транзисторов 3, 4 при их работе пропорциональны току в нагрузочной цепи (14-1, 11, 12, 15-13). Увеличение тока базы одного транзистора (3 или 4) приводит к уменьшению тока базы другого транзистора (4 или 3), что вызывает их периодическое переключение с частотой, определяемой величинами суммарной емкости коммутирующих конденсаторов 11, 12 и индуктивности коммутирующего дросселя 13. Ток в нагрузочной цепи имеет квазисинусоидальную форму. Разделительный конденсатор 25 служит для емкостной развязки цепи управления второго транзистора 4 и, совместно с резистором 26, для ограничения базового тока второго транзистора 4. Одновременно, заряд разделительного конденсатора 25 через резисторы 23, 5, 24, 26, 6 обеспечивает запуск пускорегулирующего аппарата. Второй резистор 19, вторая последовательная цепь из встречного диода 20 и третьего резистора 21, конденсатор 18, а также четвертая последовательная цепь из второго встречного диода 29 и седьмого резистора 30, второй конденсатор 28, соответственно, ограничивают уровни обратного напряжения на базах транзисторов 3, 4 относительно их эмиттеров. Конденсатор 18 и второй резистор 19, второй конденсатор 28 повышают устойчивость транзисторов 3, 4 к большой величине скорости нарастания напряжения на них и электромагнитным помехам в цепях управления. Второй встречный диод 29 предотвращает разряд разделительного конденсатора 25 через седьмой резистор 30, что гарантирует надежный первоначальный запуск устройства. Встречно-параллельные диоды 7, 8 ограничивают величины обратных напряжений на транзисторах 3, 4 инвертора. Демпферный конденсатор 22 и четвертый резистор 23 снижают уровни коммутационных перенапряжений на транзисторах 3, 4. Кроме того, за счет демпферного конденсатора 22 обеспечивается плавное нарастание напряжений на транзисторах 3, 4 и встречно-параллельных диодах 7, 8 (мягкая коммутация) при работе инвертора. Последовательные резисторы 5, 6 в эмиттерных цепях транзисторов 3, 4 демпфируют нагрузочную цепь инвертора и ограничивают броски токов чрез транзисторы 3, 4 в интервалах коммутации. Резисторы 16 и 26 служат для ограничения базовых токов транзисторов 3, 4. При пуске электронного пускорегулирующего аппарата сопротивление позистора 15 является сравнительно низким и он шунтирует электроды линейной люминесцентной лампы 1. Происходит предварительный нагрев электродов лампы 1 до требуемой температуры током через позистор 15. Далее, по мере нагрева, сопротивление позистора 15 возрастает и инициируется электрический разряд в лампе 1. Незначительный контролируемый подогрев электродов лампы 1 после ее зажигания, с целью оптимизации эмиссионных свойств, производится за счет токов, протекающих через коммутирующие конденсаторы 11, 12.The electronic ballast for a linear fluorescent lamp in steady state operates as follows. Source 2 constant voltage supply generates and supplies voltage to the input of a single-phase half-bridge inverter on transistors 3, 4 with series resistors 5, 6 in the emitter circuits. As a source 2 of a constant voltage supply, a rectifier with a capacitive filter at the output or a battery can be used. Transistors 3, 4 of a single-phase half-bridge inverter are turned on and conduct current alternately. The inverter operates in the self-generating mode, which is achieved by applying a sequential resonant circuit to turn on the linear fluorescent lamp 1 and feedback due to a three-winding transformer, the primary winding of which 14 is connected in series to the inverter load circuit, and the secondary windings 17, 27 are connected to the base circuits of transistors 3, 4 . In this case, the secondary windings 17, 27 of the transformer have a counter inclusion. The base currents of transistors 3, 4 during their operation are proportional to the current in the load circuit (14-1, 11, 12, 15-13). An increase in the base current of one transistor (3 or 4) leads to a decrease in the base current of another transistor (4 or 3), which causes their periodic switching with a frequency determined by the total capacitance of the switching capacitors 11, 12 and the inductance of the switching inductor 13. Current in the load circuit has a quasi-sinusoidal shape. The separation capacitor 25 is used for capacitive isolation of the control circuit of the second transistor 4 and, together with the resistor 26, to limit the base current of the second transistor 4. At the same time, the charge of the separation capacitor 25 through the resistors 23, 5, 24, 26, 6 ensures the launch of the ballast. The second resistor 19, the second series circuit from the counter diode 20 and the third resistor 21, the capacitor 18, as well as the fourth series circuit from the second counter diode 29 and the seventh resistor 30, the second capacitor 28, respectively, limit the reverse voltage levels at the bases of transistors 3, 4 regarding their emitters. The capacitor 18 and the second resistor 19, the second capacitor 28 increase the resistance of the transistors 3, 4 to a large value of the slew rate of voltage on them and electromagnetic interference in the control circuits. The second counter diode 29 prevents the discharge of the isolation capacitor 25 through the seventh resistor 30, which ensures reliable initial startup of the device. Counter-parallel diodes 7, 8 limit the magnitude of the reverse voltages on the transistors 3, 4 of the inverter. The damper capacitor 22 and the fourth resistor 23 reduce the levels of switching overvoltages on the transistors 3, 4. In addition, due to the damper capacitor 22, a smooth increase in the voltage on the transistors 3, 4 and counter-parallel diodes 7, 8 (soft switching) during operation of the inverter is ensured. Series resistors 5, 6 in the emitter circuits of transistors 3, 4 damp the load circuit of the inverter and limit the inrush currents through transistors 3, 4 in the switching intervals. Resistors 16 and 26 are used to limit the base currents of transistors 3, 4. When starting the electronic ballast, the resistance of the posistor 15 is relatively low and it shunts the electrodes of the linear fluorescent lamp 1. The electrodes of lamp 1 are preheated to the required temperature by current through the resistor 15. Further, as it is heated, the resistance of the posistor 15 increases and an electric discharge in the lamp 1 is initiated. Slight controlled heating of the electrodes of the lamp 1 after its ignition, in order to optimize and emission properties, is produced due to the currents flowing through the switching capacitors 11, 12.

Транзисторы инвертора 3, 4 могут иметь структуры с встроенными или модульные конструкции с предустановленными встречно-параллельными диодами. В этом случае отпадает необходимость в установке дополнительных встречно-параллельных диодов 7, 8. Конденсаторы фильтра 9, 10 являются электролитическими либо пленочными. Диоды 7, 8, 20, 29 должны быть быстродействующими.Inverter transistors 3, 4 can have structures with built-in or modular designs with pre-installed anti-parallel diodes. In this case, there is no need to install additional anti-parallel diodes 7, 8. The filter capacitors 9, 10 are electrolytic or film. Diodes 7, 8, 20, 29 must be fast.

По сравнению с прототипом существенно увеличивается срок службы линейной люминесцентной лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом. Заявляемый электронный пускорегулирующий аппарат может быть использован для ответственных энергосберегающих применений, обеспечивающих увеличенный срок службы с «теплым» стартом линейной люминесцентной лампы. Это достигается за счет комплексного снижения амплитуд токов через элементы аппарата и электроды лампы в длительном режиме работы и значений коэффициента формы тока. За счет разделения токов через электроды лампы потери энергии снижаются в четыре раза. Обеспечиваются оптимальные режимы работы с контролируемым подогревом электродов линейной люминесцентной лампы и низкими электрическими потерями. Положительные качества обусловлены также оптимизацией управляющих цепей транзисторов и пускового режима, снижением коммутационных потерь в транзисторах инвертора и диодах устройства, а также электрических потерь в коммутирующем дросселе. Снижаются уровни перенапряжений на элементах устройства, электромагнитных помех, возникающих при выключении транзисторов, электрических потерь в коммутирующем дросселе и других элементах устройства за счет «мягкой» коммутации транзисторов и действия демпферного конденсатора. Повышается устойчивость, следовательно, надежность работы и увеличивается срок службы линейной люминесцентной лампы и электронного пускорегулирующего аппарата для нее, за счет исключения срывов инвертирования при работе на динамическую нагрузку.Compared with the prototype, the service life of a linear fluorescent lamp with an electronic ballast is significantly increased. The inventive electronic ballast can be used for critical energy-saving applications, providing increased service life with a "warm" start of a linear fluorescent lamp. This is achieved through a comprehensive reduction in the amplitudes of currents through the elements of the apparatus and lamp electrodes in continuous operation and values of the current shape coefficient. Due to the separation of currents through the electrodes of the lamp, energy losses are reduced four times. Optimum operating modes are provided with controlled heating of the electrodes of a linear fluorescent lamp and low electrical losses. Positive qualities are also due to the optimization of the control circuits of the transistors and the starting mode, a decrease in switching losses in the inverter transistors and diodes of the device, as well as electrical losses in the switching inductor. Reduced levels of overvoltage on the elements of the device, electromagnetic interference arising when the transistors are turned off, electrical losses in the switching choke and other elements of the device due to the "soft" switching of transistors and the action of the damper capacitor. It increases stability, therefore, reliability and increases the service life of a linear fluorescent lamp and an electronic ballast for it, due to the elimination of inversion failures during operation under dynamic load.

Срок службы линейной люминесцентной лампы с электронным пускорегулирующим аппаратом лампы (в соответствии с результатами экспериментальных исследований) может быть увеличен в 1,5÷2,0 раза.The service life of a linear fluorescent lamp with an electronic control gear of the lamp (in accordance with the results of experimental studies) can be increased by 1.5 ÷ 2.0 times.

Коэффициент полезного действия устройства повышается на 2÷3% за счет уменьшения потерь энергии на подогрев электродов лампы в длительном режиме работы.The efficiency of the device is increased by 2 ÷ 3% due to the reduction of energy loss for heating the lamp electrodes in continuous operation.

Может быть существенно упрощена конструкция и снижена цена устройства за счет оптимизации схемы и обеспечения возможности использования транзисторов и диодов со сниженными требованиями к их параметрам и более низкой ценой.The design can be greatly simplified and the price of the device can be reduced by optimizing the circuit and making it possible to use transistors and diodes with reduced requirements for their parameters and a lower price.

По сравнению с прототипом могут быть снижены (до 10%) и весоабаритные показатели заявляемого электронного пускорегулирующего аппарата для линейной люминесцентной лампы за счет оптимизации схемы и конструкции, что также расширяет и его область применения.Compared with the prototype can be reduced (up to 10%) and weight parameters of the inventive electronic ballasts for linear fluorescent lamps by optimizing the circuit and design, which also extends its scope.

Claims

An electronic ballast for a linear fluorescent lamp connected to the output terminals of the device using a serial resonant circuit, containing a constant voltage power source and a single-phase half-bridge inverter on transistors with series resistors in emitter circuits, transistor and series resistors circuits are shunted with counter-parallel diodes, the input terminals of which connected to the terminals of the source, including two series-connected filter capacitors, tri full-time transformer, as well as two switching capacitors and a switching inductor, forming a series resonant circuit connected with a linear fluorescent lamp, connected through the primary winding of the transformer to the output terminals of the inverter, formed by the common connection points of the filter capacitors and the series resistor of the transistor with the collector of the second transistor, respectively lamps are pairwise shunted by switching capacitors, the lamp is connected to the series resonance a different circuit with two opposite leads of the electrodes, the second opposite leads of the electrodes of the lamp are connected through a posistor, the base of the transistor is connected to the emitter through a serial circuit from the resistor and the secondary winding of the transformer connected in opposite to the primary winding, as well as to the output terminal of the inverter formed by the connection point of the series resistor of the transistor with the collector of the second transistor, through a capacitor, a second resistor and a second series circuit from a counter diode and a third resistor, a circuit a transistor with a series resistor is shunted by a damper capacitor and a fourth resistor, the collector of the second transistor is connected to the base through the fifth resistor, the base of the second transistor is connected to the emitter through a third serial circuit of an isolation capacitor, a sixth resistor and a second secondary winding of the transformer connected according to the primary winding, and also to the output of the source connected to the series resistor of the second transistor through the second capacitor and the fourth follower th from the second counter circuit diode and the seventh resistor.