163247. lajstromszámú szabadalom • Villamos kapcsolóáramkör

3 163247 4 függő feszültség- és frekvenciaszabályozó elemekkel a fluoreszcenc lámpa táplálására; a 3. ábra váltakozó feszültségű átalakító, kapcsolóval működtetett feszültség- és frekvenciaszabályozó elemekkel; a 4. ábra nagyteljesítményű váltakozó feszültségű átalakító. Az 1. ábrán látható fluoreszcenc 12 lámpa 11 izzókatódjai soros rezonanciájú áramkörhöz kapcsolódnak, amely áramforrásra kapcsolt induktív 13 tekercsből és 14 kondenzátorból áll. A soros rezonanciájú áramkörre 15 kondenzátor van párhuzamosan kapcsolva, amelynek kapacitása úgy van méretezve, hogy a lámpa normáj üzemállapota esetén a teljesítménytényező (cos cp) egy közelében legyen. A lámpa, azaz annak ionvezető szakasza 14 kondenzátorral párhuzamosan van kötve. A 13 tekercs induktivitása úgy van méretezve, hogy a lámpa üzeme közben az előírt terhelést vegye fel. A 14 kondenzátor úgy van méretezve, hogy a kondenzátorból és a tekercsből képzett rezgőkör rezonanciafrekvenciája az áramforrás frekvenciája fölött legyen. Bekapcsoláskor 13 tekercsen át nagy áram folyik, ami a rezgőkörbe sorbakapcsolt 11 izzókatódokat felfűti. Mivel a 13 tekercsből és 14 kondenzátorból képzett rezgőkörnek a tápfeszültség frekvenciájához közeleső rezonanciafrekvenciája van, 14 kondenzátoron és 12 lámpán a tápfeszültségnél nagyobb feszültség lép fel. Ennek következtében 11 izzókatódokat a normálisnál nagyobb áram fűti fel. Ezek a lámpa vezetővé válásának ideális feltételei. Ha a kör rezonanciája megmaradna, a feszültség és áram úgy megnőne, hogy a lámpa tönkremenetelét okozná (kivéve, ha a kört nagymértékben csillapítjuk, ez esetben azonban a kapcsolás nem lenne használható). Mihelyt a lámpa vezetni kezd, all fűtőkatódok közti hatásos belső ellenállása nagyon alacsony értékre esik, és ez a rezgőkört oly mértékben csillapítja, hogy annak rezonáns tulajdonságai elhanyagolhatók, és az áramkör úgy viselkedik, mintha a 12 lámpával sorbakötött 13 tekercsből álló kis teljesítménytényezőjű áramkör lenne. A 15 kondenzátor a teljesítménytényező növelésére való, és az előresiető áramot átengedi. Ez a kondenzátor úgy van méretezve, hogy a teljesítménytényező akkor legyen olyan közel az egyhez, ami megfelelő gazdaságosságot biztosít, amikor a lámpa a választott teljesítménnyel üzemel. A 2. és 3. ábrák váltakozó feszültségű átalakítókat ábrázolnak, amelyek sok olyan lámpa egyidejű táplálásáraalkalmasak, amelyek mindegyikének a tápfeszültség frekvenciájának közelébe'n levő rezonanciával rendelkező saját rezgőköre van. A találmány legfőbb előnye, hogy sok lámpa egyidejű táplálását teszi lehetővé ugyanazzal a váltakozó feszültségű átalakítóval. A fluoreszcenc lámpa és az áramkörében levő elemek, mielőtt a lámpa vezetni kezd, sokkal nagyobb áramot vesznek fel, mint ha a lámpa már üzemel. A félvezetőkkel megépített váltakozó feszültségű átalakító számára — ha az nagyszámú lámpát kezd táplálni — a begyújtás előtt folyó nagy áram rövididejű nagy terhelést jelent, ami miatt a váltakozó feszültségű átalakítót jelentősen túl kell méretezni. A találmány szerinti megoldás alkalmazásával az az áram az üzemi áramértékre csökken, mert a váltakozó feszültségű átalakító először csökkentett feszültséget ad, amely kisebb, mint az az érték, amelynél a lámpa üzemi frekvencián vezetővé tehető, de frekvenciája a rezonancia frekvencia közelében van, az üzemi frekvenciánál magasabb, A lámpa ezen kisebb tápfeszültség esetén is gyújt, 5 mivel a csaknem teljes rezonancia miatt a lámpára jutó feszültség a tápfeszültséghez képest jelentősen megnő. Ha a lámpa gyújtásához elegendő idő eltelt, a feszültség és frekvencia hirtelen vagy fokozatosan normális üzemi értékre áll be. 10 A váltakozó feszültségű átalakító frekvenciának és kimenőfeszültségének szabályozásához alkalmazhatunk kapcsolót, amellyel kapcsolási elemek — kondenzátorok, ellenállások, indukciós tekercsek — be- vagy kikapcsolhatók, vagy transzformátor leágazása választható. 15 Ez a kapcsoló kézzel vagy automatikusan az idő, egy kapcsolási elem hőmérséklete, vagy áram függvényében állítható. Kapcsolók helyett hőmérsékletfüggő kapcsolási elemek is alkalmazhatók, így a váltakozó feszültségű átalakító kimenőjele emelkedő feszültségszint mellett 20 meghatározott frekvenciatartományt is átfut, mielőtt a normális üzemi frekvenciát eléri. Hőmérsékletfüggő elemek alkalmazása esetén többé-kevésbé garantálni lehet, hogy a lámpák gyártásánál kialakuló véletlen és egyedi különbségek miatt a lámpák nem egyszerre, ha-25 nem egyik a másik után gyújtanak, gyújtás után gyengén tovább égnek mindaddig, míg a váltakozó feszültségű átalakító a normálfeszültségre és üzemi frekvenciára be nem áll. A 2. ábra fázístolós átalakítót mutat, amelyet hőmér-30 sékletfüggő kapcsolóelemek szabályoznak. Ezek bimetáll kapcsolókkal kapcsolt egyszerű ellenállások is lehetnek, amelyeket egy állandóan a körbe kapcsolt ellenállás melege kapcsol attól függően, hogy a kapcsolandó ellenállások maguk melegek-e, vagy hidegek. A relék az ellen-35 állással másik ellenállást kapcsolnak párhuzamosan, ily módon létrehozva a kívánt összefüggést az ellenállásértékek és a hőmérséklet között. 20 tranzisztor kollektora 21 munkaellenálláson át van tápfeszültségre kötve. A 20 tranzisztor bázisa három-40 tagú fázistolón át van a kollektorra kötve, a fázistoló minden tagját 22 kondenzátor és hőmérsékletfüggő 23 ellenállás alkotja. A hőmérsékletfüggő 23 ellenállások ellenállásértéke kezdetben kicsi (így az átalakító jelének frekvenciája nagy). Ha az ellenállások melegszenek, az 45 ellenállásértékek nőnek, így a frekvencia csökken. Ha az ellenállás érték kicsiny, a 20 tranzisztor bázisára a kollektorfeszültségnek kisebb része jut, mint amikor az ellenállásérték nagy. Ennek következtében a kollektorfeszültség is kisebb lesz. Emiatt, ha az ellenállások 50 melegszenek a kollektorfeszültség nő, a frekvencia csökken. A 20 tranzisztor bázisa 24 ellenálláson át, emittere 25 ellenálláson át van a földre kötve. A 25 ellenállást legalább részben 26 kondenzátor hidalja át. Az ellen-55 állás a szükséges előfeszültséget biztosítja a tranzisztor részére. Mindkét 24, 25 ellenállás kiképezhető hőfokfüggően is. Ha például 24 ellenállás nagy tömegű, és hőfokkoefficiense pozitív, lehetővé válik a frekvenciának és feszültségnek olyan szabályozása, ahol a feszültség 60 lassabban nő, mint ahogy a frekvencia lecsökken. Célszerű a váltakozó feszültségű átalakítóban illesztő 27 erősítőt és kimenő 28 transzformátort alkalmazni, hogy kiküszöböljük a lámpaáramkörnek a frekvenciára gyakorolt visszahatását. 65 A3, ábra hangoltkörös átalakítót mutat, ahol a íeszült-2