181323. lajstromszámú szabadalom • Nagyfrekvenciás előtét rendszer elektromos kisülő lámpához
3 181323 4 dig már sugárzási problémák jelentkeznek. Kisülőlámpák nagyfrekvenciás üzemeltetése a gyakorlatban általánosságban használt megoldás. Előnye, hogy pl. a frekvencia növelésével javul a lámpák hatásfoka stb. Ezért elsősorban energiatakarékossági okból szokás pl. 8—10 lámpát egy közös, az ismert vasmagos, transzformátoros generátorról működtetni. Ebben az esetben az előtét szerelési módja hagyományos, tehát az az armatúrában foglal helyet; a geometriai méretek csökkentése nem is elsőrendű feladat, noha az előtét mérete a nagyfrekvencia miatt természetesen kisebb. A kisülőlámpák nagyfrekvenciás előtétjeinek kapcsolási elrendezéseire az jellemző, hogy az áramforrás és a kisülőlámpa között az előtéten át az energiaáramlás kétirányú. Az induktív előtét gazdaságos volta, mint már említettük, abban rejlik, hogy amikor a hálózati feszültség pillanatnyi értéke növekvőben van, akkor az előtét energiát vesz fel és azt mágneses mezejében halmozza fel, majd midőn a feszültség csökkenőben van, ezt az energiát leadja. Ugyancsak jelentős tényező a kisülőlámpáknál az említett energiavisszanyerés üteme, tehát időbeli lefolyása. Az energia visszanyerésének üteme az előtét önindukciójának és a lámpa sarkain levő feszültségnek (más néven égésfeszültségnek, vagy lámpafeszültségnek) a függvénye. Ezeket az értékeket a tervező úgy választja meg, hogy mire a tekercs energiája kimerül, vagyis a lámpa árama nullára csökken, tehát a lámpa kialszik, akkorra a hálózati feszültség pillanatnyi értéke már elég nagy legyen ahhoz, hogy képes legyen újra gyújtani. Ez a körülmény másképpen kifejezve azt jelenti, hogy minél nagyobb legyen a fáziskülönbség a lámpa árama és a hálózati feszültség között, mert annál biztonságosabb a lámpa újragyújtása a periódus végén. A szükséges újragyújtási feszültség annál nagyobb, minél nagyobb a kisülőlámpa gőznyomása. Ha most meggondoljuk, hogy a nyomás növelésével a lámpa optikai paramétereit lehet javítani, pl. a lámpa színvisszaadását stb., akkor éthető, hogy e szerint minél nagyobb fáziskülönbségre kell törekedni. Ehhez pedig minél nagyobb önindukcióra van szükségünk, tehát nőnek a geometriai méretek is. Nagyfrekvenciás üzem esetén mindenekelőtt egy teljesítményerősítőre van szükségünk, amely ismert kapcsolások esetén egy teljesítményoszcillátor, mely mint nagyfrekvenciás generátor működik. A nagyfrekvenciás generátorok csak egyenárammal működnek, tehát a hálózati feszültséget egyenirányítanunk kell. Az egyenirányító beiktatása azonban azzal a következménnyel jár, hogy az energiaáramlás lehetőségeit tekintve megszűnik a kétirányú kapcsolat a hálózat mint fő energia forrás, és a kisülőlámpa között. A szükséges kétirányú kapcsolatot, ismert megoldások szerint transzformátorral állítják helyre, tehát mintegy helyileg regenerálják. Ez a transzformátor a teljesítményoszcillátor kimenő transzformátora, amelynek primér tekercsén mindig egyirányú áram folyik (rendszerint mint tranzisztor kollektorárama), noha amplitúdója a nagyfrekvencia ütemében ingadozik, szekundér tekercsén azonban, amely az előtéten keresztül a kisülőlámpát táplálja, már igazi váltófeszültség van. így a szekundér körben zavartalanul érvényesülhet az áramforrás (a szekundér 2 tekercs) és a kisülőlámpa között az előtéten át a kétirányú energiakapcsolat. A transzformátor szórt induktivitásába táplát energia azonban így is elvész. Ilyen nagyfrekvenciás üzemű előtétrendszert alkalmaz az USA 4 170 744 számú szabadalom szerinti konstrukciójú kombinációs lámpa, amely normál fejjel kiképzett és közös burában elhelyezett kisülőcsőből és izzóspirálból áll és a burához csatlakozik a kisülőcső előtétje, valamint nagyfrekvenciás generátora. Ez a lámpa az ún. energiatakarékos fényforrások kategóriájába tartozik, vagyis alkalmas arra, hogy az áramkör átalakítása vagy egyéb kiegészítés nélkül normál izzólámpa helyére felhasználják; és ennek következtében az előtétrendszer súlya, geometriai mérete kiemelten fontos. A szabadalom szerinti lámpa generátorának, előtétjének és kisülőcsövének kapcsolási elrendezése hagyományos és előtétrendszere vasmagos transzformátoros megoldású, amelyben ismert módon a szekundér tekercs látja el az előtét funkcióját, miután a primér áramkörrel laza csatolással kapcsolódik (szórótranszformátor). Ugyancsak hagyományos előtétrendszerrel van kialakítva a Toshiba cég által kifejlesztett Neo Ball néven forgalmazott kompakt fénycsőlámpa, amely úgy van kialakítva, hogy normál E 26-os fejjel ellátott gömb alakú burája az U-alakú fénycsövet és az előtétrendszer egy részét is magába foglalja. Mindkét lámpának az a hátránya, hogy előtétrendszerébe épített transzformátora elég nagy helyet foglal el és aránytalanul nagy súlyterhelést okoz. Jelen találmány célkitűzése, hogy ezen hátrányok kiküszöbölésével egy egyszerűbb, könnyebb és kisebb méretű energiatakarékos lámpa megvalósítását lehetővé tevő előtétrendszert alakítson ki, mégpedig úgy, hogy az újragyújtási feszültséget tágabb határok között lehessen növelni, miáltal egyes nagynyomású kisülőlámpáknál a nagyobb gőznyomás alkalmazásával járó előnyöket is biztosítani lehet. Célkitűzésünk továbbá az előtét és ezen keresztül az energiatakarékos lámpa előállításának egyszerűsítése, gazdaságosabbá tétele, mindenekelőtt a vasmag alkalmazásának kiküszöbölése által, valamint az elektródára nézve aszimmetrikus kisülőcsövek kialakítása. A találmány kialakításához az a felismerés vezetett, hogy ha a kisülőlámpa áramkörébe sorbakapcsolt kapcsolótranzisztor bemenetéhez nagyfrekvenciájú aszimmetrikus időbeosztású, négyszöghullámokat előállító vezérlőáramkör csatlakozik, vagy a kisülőlámpából és a közvetlen mellékötött fojtótekercsből álló szakaszt diódával hidaljuk át párhuzamos kapcsolásban oly módon, hogy annak nyitóiránya a kapcsolótranzisztoréval ellentétes értelmű, úgy a fent leírt célkitűzéseket teljes mértékben megvalósító és az energiatakarékos lámpaegység számára előnyösebben alkalmazható előtétrendszert tudunk kialakítani, valamint ezideig még nem megoldott elektródra nézve aszimmetrikus kisülőcsövek, mint magasnyomású Na-lámpák előállítása is lehetővé válik. Fenti célkitűzéseket a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy a kisülőlámpa áramkörébe a transzformátortekercs és a fojtótekercs mágneses csatolásban vannak, fojtótekercsen kívül ugyancsak sorosan, még egy egyenirányítót és egy kapcsolótranzisztort is iktatunk, egyes kiviteli formáknál a kisülőlámpát 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
