195056. lajstromszámú szabadalom • Előtét áramkör nagynyomású kisülőlámpákhoz, különösen nátriumlámpákhoz
A találmány tárgya előtétáramkör nagynyomású kisülőlámpákhoz, különösen nátriumlámpákhoz, amelynek legalább 150 V-os egyenfeszültséget szolgáltató forrásra csatlakoztatott, 1 kHz-nél magasabb üzemi frekvenciájú impulzusgenerátora, ebben elrendezet első impuzlustranszformátora, továbbá a lámpával sorosan kapcsolt, az impulzusgenerátor kimenetéről táplált gyújtóáramköre van, ahol a gyújtóáramkör az impulzusgenerátor kimenetéhez illesztett fojtóból és vele sorosan, a nagynyomású kisülőlámpával párhuzamosan beiktatott kondenzátorból kialakított, az impulzusgenerátor üresjárási frekvenciájára hangolt soros rezgőkört tartalmaz, míg a nagynyomású kisülőlámpa és a fojtó között induktív tag van beiktatva, amely primer tekercsével kisegítő impulzusgenerátor kimenetére csatlakoztatot második impulzustranszformátor szekunder tekercseként van kialakítva, továbbá az első impulzustranszformátor primer tekercsével sorosan célszerűen leválasztó kondenzátor van beiktatva. Ismeretes, hogy a gázzal töltött nagynyomású kisülőlámpák és közöttük a nátriumlámpák működtetéséhez egyrészt az üzemi feszültségnél nagyobb gyújtófeszültségre, másrészt a lámpa negatív áramkarakterisztikája miatt áramkorlátozó előtétáramkörre van szükség. Termikus problémákat vet fel, hogy a lámpa csak meghatározott (általában akár néhány percet is kitevő) bemelegedési, felfűtési idő után éri el névleges fényteljesítményét. A biztos gyújtáshoz szükséges megemelt gyújtófeszültség az alkalmazott elemek megnövelt elektromos igénybevételét jelenti. A nagynyomású kisülőlámpák működését biztosító előtétáramkörök számos típusa ismert. Ezek közül a technika jelenlegi szintjén a legfejlettebbnek a lámpát nagyfrekvenciás impulzusfeszültséggel gerjesztő típusok képezik, mert itt a hálózati frekvenciáról való tápláláshoz viszonyítva mintegy 10—15%-os fényhasznosítási hatásfoknövekedés jelentkezik, és a hálózati ingadozást követő ívkioltásokból adódó zavaró stroboszkópikus hatás már nem érzékelhető. Az előtétáramkörök tervezésénél a kis méretek és a kis veszteségek elsőrendű követelményként jelentkeznek. Az alkalmazandó áramköröknek a veszteségek minimalizálása érdekében lehetőleg kevés alkatrészt kell tartalmazniuk, továbbá biztosítaniuk kell a lámpák üzemeltetéséhez szükséges gyárilag előírt feltételeket. A nagynyomású kisülőlámpák tulajdonságai, üzemeltetési paraméterei és a velük támasztott követelmények megismerhetők egyebek között a gyártóművek, mint például a TUNGSRAM RT kiadványaiból. Ezek általában az 50 vagy 60 Hz frekvenciájú hálózatokról táplált előtétáramköröket ismertetik, mivel az alkalmazás során elsősorban a hálózati táplálás kerül előtérbe. A kisülőlámpa üzemeltetését jellemző munkapont megválasztásában fontosnak tartják, hogy az égési feszült- 2 1 séget a tápfeszültség (a hálózati feszültség) felénél valamivel nagyobb értékre válasszák. A kisülőlámpa munkapontjának üzemközbeni változása a nagynyomású kisülőlámpák öregedését kísérő elkerülhetetlen folyamat, ugyanis idővel az égési feszültség lassan növekszik. Ismert tény az is, hogy a nagynyomású kisülőlámpák közül a kisebb égésfeszültségű típusok, például ahol a névleges égési feszültség 50 V körül van, a nagyobb, például 100— —110 V-os típusokhoz képest nagyobb élettartammal rendelkeznek, gyújtófeszültség igényük pedig kisebb. Ezeket a lámpatípusokat elsősorban olyan országokban történő használatra fejlesztették ki, ahol a hálózati feszültség 110—120 V körül van, mert induktív előtét alkalmazásával a hivatkozott stabil munkapontot könnyen be lehet állítani. Ahol a hálózati feszültség nagysága 220 V vagy ennél nagyobb, ott az ilyen lámpák'gazdaságos üzemeltetése nehézségekbe ütközik. A feszültség ilyen mértékű csökkentése csak külön áramkörök (transzformátorok, esetleg AC-AC átalakítók) alkalmazását igényelné, az itt jelentkező hatásfokromlás és költségnövekedés az élettartam növekedésével járó előnyöknél nagyobb negatív hatást jelentene. Ha a fenti követelményeket tekintjük, akkor a 220 V-os táplálásnak is feszültségkorlátai jelentkeznek. A 220 V-ról nyerhető teljeshullámú egyenirányítás feszültsége adott, az így nyert egyenfeszültségről kapcsolóüzemű generátorral nyerhető váltófeszültség nagysága is meghatározott. Ha például a négyszögfeszültséget előállító impulzusgenerátorban két sorosan kapcsolt, ellenütemben vezérelt félvezetős kapcsolóeszközt alkalmazunk, akkor a hálózati váltófeszültség mintegy 80%nak megfelelő szintű négyszögjeleket kapunk. A kisfeszültségű lámpák vezérlése erről a szintről még mindig nem oldható meg gazdaságosan. Az előtétáramkörökkel szemben támasztott követelmények egy másik csoportját képezi a gyújtóimpulzusok biztonságos generálása, illetve az ehhez szükséges áramkörök megbízhatósága. A mintegy 1000—2000 (esetleg 4000) Vos gyújtóimpulzusok előállítása ilyen feszültségre méretezett alkatrészek gyártását igényli, és ez a nagy villamos szigetelési szilárdság az alkatrészek, különösen a soros fojtótekercs méretezésénél támaszt nehézségeket, illetve a méreteket és a súlyt növeli. A nagyfeszültségű jelektől és azok tranzienseitől az impulzusgenerátorban használt félvezető elemeket óvni kell. Több fénycső rezgőkörrel történő begyújtására alkalmas áramkör ismerhető meg az 1 556 292 ljsz. GB szabadalmi leírásban. Az ebben foglalt kitanítás a nagynyomású kisülőlámpák esetében nem használható, ugyanis maga a rezonáns gyújtás önmagában nem alkalmas azoknak a nagy feszültségigényű gyújtási feladatoknak a megoldására, amelyek ez utóbbi lámpatípusnál jelentkeznek. 2 195056 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
