191142. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés váltakozó áramú hálózatról működtetett gázkisülő lámpa fényerejének folyamaos szabályozására
1 191 142 2 tásíigyclő egység (9) hálózati feszültség polaritását jelző kimenetéhez (13), másik bemeneté az időzítő egység (10) kimenetéhez (16) csatlakozik és kimenete (17) a vezérelhető félvezető kapcsoló (6) vezérlőelektródájához csatlakozik. A bejelentés tárgya kapcsolási elrendezés váltakozó áramú hálózatról működtetett gázkisülö lámpa fényerejének folyamatos szabályozására, mely a gázkisülő lámpával és induktív előtétjével sorba kötött vezérelhető félvezető kapcsolót és a vezérelhető félvezető kapcsolót egy külső szabályozó jelnek, illetve a gázkisülő lámpa működési állapotának megfelelően, AC impulzusokkal vezérlő egyéb áramköri egységeket tartalmaz. Az energiatakarékosság és a megvilágítási szint helyes beállítása szükségessé teszik az elterjedt gázkisülö lámpák fényerejének és energiafogyasztásának szabályozását. A gázkisülő lámpák szabályozása a normál, maximális fényerőtől annak 25 %-ig szokásos, mivel 25 % alatt a fényhasznositás hatásfoka már erősen csökken. Petrina, US. Pat. No. 3 878 43!, leír egy gázkisülö lámpa ícnyerőszabályozó áramkört, melyben egy vezérelhető félvezető kapcsolóval párhuzamosan kötött ellenállással határozza meg a gázkisülő lámpa áramát leszabályozott állapotban. Az ellenálláson keresztül folyó áram elég ahhoz, hogy a gázkisülö lámpa működését fönntartsa a vezérelhető félvezető kapcsoló folyamatos kikapcsolt állapota esetén is. Fényerőszabályozás közben az ellenálláson veszteségi teljesítmény keletkezik, ami nagy teljesítményű és áramú lámpáknál jelentős mértékű lehet, A fényerőszabályozé áramkörben neon lámpa alkalmazása a megbízhatóság csökkenését okozhatja. A hálózati feszültség kimaradása esetén leszabályozott állapotban egyes lám pák nehezen képesek újból működésbe jönni. Ekkor az áramkör külső beavatkozást igényel. Nuver, US. Pat. No. 4 204 141, leír cg y gázkisülő lámpa fényerőszabályozó áramkört, melyben egy vezérelhető félvezető kapcsoló és vele párhuzamosan kötött induktív egység szerepei. A vezérelhető félvezető kapcsoló vezérlését két időzítő áramkör végzi DC gyújtópulzusokat alkalmazva. Az áramkör fölhasználja az integrált áramkön technika lehetőségeit, de energiafelhasználása csökkenthető, ha az általa vezérelhető félvezető kapcsolónak használt triacot AC gyújtóimpulzusokkal vezéreljük. Ennél az áramkörnél is külső beavatkozásra lehet szükség egyes gázkisülő lámpák újraindításánál, ha leszabályozott állapotban — pl. üzemzavar miatt — a gázkisülő lámpa kialszik. A találmány célja gázkisülő lámpák folyamatos fényerőszabályozásának megoldása olyan kapcsolási elrendezéssel, melynek vcszteségi teljesítménye kicsi (néhány watt), a gázkisülő lámpa működésének megindítását csökkentett teljesítmény felvételére utasító külső szabályozó jel esetén is fnegbízhatóan megoldja, továbbá a szabályozáshoz nem szükségszerűen használ induktivitást, hanem RC és félvezető elemekkel is megvalósítható, mivel ez esetben a kapcsolási elrendezése kis méretű és integrálható, így tömeggyártásra alkalmas. A fenti célokat a következő kapcsolási elrendezéssel érhetjük el. A hálózati vezetékek közé sorba van kötve egy gázkisülő lámpából és egy induktív előtétből (cs esetleg gyújtóból) álló egység, melyhez egy vezérelhető félvezető kapcsoló van kötve. A vezérelhető félvezető kapcsoló vezérlőelektródájára impulzusgenerátor kimenete kapcsolódik. A vezérelhető félvezető kapcsolóval párhuzamosan két sorba kapcsolt rezisztiv elem van kötve. A rezisztiv elemek közös pontja vezetékkel egy jelmódosító egység első bemenetére csatlakozik. Egy fázis- és polaritásfigyelő egység két bemeneté a hálózati vezetékhez csatlakozik. A fázis- és polaritásfigyelő egység hálózati polaritást jelző kimenete az imputcX'Sgenerátor első bemenetére van kötve, a hálózati fázist jelző kimenete pedig a jelmódc iitó egység második bemenetére és egy időzítő egység első bemenetére csatlakozik. A jeimódosító egység harmadik bemenetére külső szabályozó jelet hordozó vezeték csatlakozik. A jeimódosító egység kimenete az időzítő egység második bemenetére csatlakozik. Az időzítő egység kimenete egyrészt az impulzusgenerátor második bemenetére, másrészt a jelmódosító egység negyedik bemenetére van kötve. A jelmódosító egység kimenetén lévő belső szabályozó jel alapján az időzítő egység hálózati fél periódusként két időpontot határoz meg, mely időpontokat a kimenetén jelzi. A fázis- és polarításíigyelő egység és az időzítő egység jelzései alapján kijelölt időszakban a jeimódosító egység a két rezisztiv elemet sorba kötő vezetékhez csatlakozó bemenetén át megvizsgálja, hogy a vezérelhető félvezető kapcsoló vezető vagy nem vezető állapotban van-e. Ha a vezérelhető félvezető kapcsoló vezető állapotban van, akkor a jelmódosító egység kimenetére a külső szabályozó jelnek megfelelő belső szabályozó jel kerül. Ha pedig a vezérelhető félvezető kapcsoló nem vezető állapotban van, akkor a jelmódosító egység kimenetére a maximális teljesítmény fölvételére utasító belső szabályozó jel kerül. Az impulzusgenerátor az időzítő egység által meghatározott két időpont között, hálózati félperiódusonként váltakozó polarítású, AC impulzusokat ad kimenetére, ami a vezérelhető félvezető kapcsoló vezérlőelektródájához csatlakozik. A találmányt a továbbiakban ábrák segítségével ismertetjük, ahol az 1. ábra: egy hálózati féiperiódus feszültségének és egy maximális teljesítményű gázkisülő lámpa égésfeszültségének közelítő alakja egyazon időben, továbbá a vezérelhető félvezető kapcsoló gyújtóimpulzusa a megfelelő esetben, 2. ábra: egy hálózati félperiódus feszültségének és egy csökkentett teljesítményű gázkisülő lámpa égésfeszültségének közelítő alakja egyazon időben, továbbá a vezérelhető félvezető kapcsoló gyújtóimpulzusa a megfelelő esetben. 3. ábra: a találmány szerinti kapcsolási elrendezés blokkvázlata, 4. ábra : több gázkisülő lámpa egyidejű fényerőszabályozása egy, a találmányban leírt áramkörrel. Az 1. ábra hálózati félperiódusának kezdete legyen a nulla, vége a T időpontban. Ezek az időpontok azok, amikor a hálózati vezetékek feszültsége azonos, azaz a hálózati feszültség nuliátmeneteinek időpontjai. A hálózati félperiódus alatt a hálózati feszültség polaritása állandó. Legyen a gázkisülő lámpa áramának nullátmenete maximális fényerő esetén egy tm időpontban. A vezérelhető félvezető kapcsoló gyújtó£, 10 15 20 25 30 35 40 45 60 55 60 65 2
