181323. lajstromszámú szabadalom • Nagyfrekvenciás előtét rendszer elektromos kisülő lámpához
5 181323 6 és fojtótekercsét egymás mellé helyezve egy második egyenirányítóval hidaljuk át, amelynek nyitóiránya azonban a hálózati feszültségre nézve a soros egyenirányítóval ellentétes értelmű. A kisülőlámpa áramát a kapcsolótranzisztor aszimmetrikus időbeosztású négyszöghullámú vezérlése révén impulzusszerűen szaggatjuk. A tranzisztor vezérlése lehet idegen vagy öngerjesztésű. A vezérlés időbeni lefolyása a találmány szerint függ az alkalmazott előtét önindukciójától, valamint a kisülőlámpa teljesítményétől és égésfeszültségétől a később kifejtett előírás szerint. A hálózat egyenirányítóit feszültségét esetenként kondenzátorral simítjuk. A kondenzátor méretét a fent tárgyalt újragyújtási követelmény alapján is ellenőrizzük. A találmány szerinti nagyfrekvenciás előtétrendszer elrendezését és működését az alábbi ábrákon mutatjuk be. 1. ábra: A találmány szerinti előtétrendszer egy lehetséges kivitelének kapcsolási vázlata. 2. ábra: A fojtótekercs sarkain fellépő feszültség változásának görbéje az idő függvényében. 3. ábra: A találmány szerinti előtétrendszer egy lehetséges kivitelének alkalmazása az energiatakarékos lámpaegységben. Az 1. ábrán az 1 főáramkor a hálózatra kapcsolt 2 hálózati egyenirányítóból, 3 fojtótekercsből, 4 kisülőcsőből és 5 kapcsolótranzisztorból áll. A 3 fojtótekercset és a 4 kisülőlámpát egy 6 dióda hidalja át, amelynek vezetési iránya a hálózati feszültségre nézve a 2 egyenirányítóval ellentétes értelmű. A tranzisztor bemenetére egy 7 vezérlőegység kapcsolódik, amely négyszöghullámokat állít elő és a tranzisztor ki-bekapcsolgatását végzi. Ez a vezérlőegység lehet szabadonfutó oszcillátor, de vezérlést kaphat a fő áramkörből is úgy, hogy azzal együtt képez oszcillátort. Ezt a lehetőséget érzékelteti a 9 visszacsatoló vezeték feltüntetése. A visszacsatolás történhet továbbá magára a kapcsolótranzisztorra is, de a változatoknak a találmány szempontjából nincs jelentősége. Az egyenirányítóit feszültséget egy 8 kondenzátor simítja, amelynek azonban szerepe van a már tárgyalt újragyújtási feszültség létrehozásában is és ha van vezérlőegység, a 10 és 11 vezetékeken azt is táplálja. Az áramkör működése a következő: Amikor az 5 kapcsolótranzisztort a 7 vezérlőegység bekapcsolja, a hálózat egyenirányított feszültsége a 4 kisülőcsőre jut és begyújtja. Ez a gyújtási mód igen kedvező, mert a 8 kondenzátor a hálózati feszültségnek majdnem a csúcsértékét tárolja, amely a periódus bármely fázisában rendelkezésünkre áll, szemben a hagyományos kapcsolással, vagy a nagyfrekvenciás transzformátoros megoldással, amelynél láttuk, hogy fázisletolással kell biztosítani az újragyújtási feszültséget és még azt is csak kompromiszszumok árán. Induljon a 4 kisülőcső árama nulláról. Az indulás feltételeiről később még szó lesz. A 6 dióda még nem vezet, mert a 3 fojtótekercsen és a 4 kisülőcsövön levő feszültség záró irányba feszíti elő. így az egyenirányított feszültség három tagon oszlik meg. Az 5 kapcsolótranzisztor sarkain levő feszültségesés, függetlenül az áram értékétől, 1 V alatti érték, ami 100—200 V feletti tápfeszültség esetén teljesen figyelmen kívül hagyható. A 4 kisülőcső sarkain levő feszültség a villamos ívkisülés ismert karakterisztikája miatt gyakorlatilag független az áramtól és így állandó. A lámpafeszültség a kisülési tér gőznyomásától függ. Első bekapcsoláskor, amikor a 4 kisülőcső még hideg, tehát gőznyomása még kicsi, 20-30 V, majd kb. 5 perces bemelegedés után a hálózati feszültségnek kb. a felét éri el, tehát 220V-OS hálózat esetén kb. 90—100 V-ot. Ezért az előtét sarkain is állandó lesz a feszültség, amely a bekapcsolási idő alatt annyival kisebb a tápfeszültségnél, mint a lámpa égésfeszültsége. Az áram felfutását ez a feszültségkülönbség és a 3 fojtótekercs önindukciós értéke határozza meg, a következő ismert összefüggés szerint: melyben: i = a kisülőlámpa árama U = a hálózat egyenirányított feszültsége Ui = a kisülőlámpa égésfeszültsége ti = a bekapcsolási idő L = az előtét önindukciója. Az 5 kapcsolótranzisztort előnyösen addig tartjuk bekapcsolva, amíg az áram a teljesítmény és lámpafeszültség hányadosaként számított átlagáram kétszeresét el nem éri, lévén a lámpafeszültség állandó, az átlagáram pedig a lineárisan növekvő áram csúcsértékének a fele. \z elérendő csúcsáram tehát: 2 • P Imax(2) melyben P a lámpa teljesítménye. Az 5 kapcsolótranzisztor kikapcsolásának pillanatában a 3 fojtótekercs sarkain a feszültség ellenkező irányúra fordul, mire a 6 dióda kinyit és így az eltűnő mágneses mezőből származó feszültség közvetlenül a 4 kisülőcső sarkaira jut. Mivel a lámpafeszültség az áramtól függetlenül állandó, az imént elért csúcsáram megint lineárisan, a következő összefüggés szerint csökkenni kezd: U, ^ Imax ^2 (3) melyben „t2 ” a kikapcsolástól mért idő. Eközben az előtétben felhalmozott mágneses energia a 4 kisülőlámpának adódik át. A találmány szerinti kapcsolás méretezésénél előnyösen arra kell törekedni, hogy a 3 fojtótekercs energiája éppen teljesen kiürüljön, tehát a kikapcsolási periódus alatt az áram a nulla értéket érje el. Az önindukció ismeretében az ehhez szükséges idő a fenti összefüggésből kiszámítható. Ha ugyanis a 6 dióda árama nem csökken nullára, mire az 5 kapcsolótranzisztort megint kinyitjuk, az összenyitásból származó többletáram a 6 diódát és az 5 kapcsolótranzisztort is tönkreteheti. A 2. ábra a 3 fojtótekercs sarkain fellépő U2 feszültség változását mutatja be a t idő függvényé-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
