182651. lajstromszámú szabadalom • Eljárás miniatűr nagynyomású fémgőz kisüléses lámpa működtetésére és miniatűr nagynyomású lámpaelrendezés
9 182651 10 frekvencia tűrési tartományt a 85 vonal mutatja; a középpont 40 kHz lesz a 6 mm-es belső átmérőjű lámpánál, ahol a tartományt a 86 vonal jelöli; a középpont az 5 mm-es belső átmérőjű lámpánál 45 kHz-es lesz, a tartományt a 87 vonal jelöli, és a tervezési középpont 4 mm belső átmérőjű lámpa esetében 65 kHz lesz, ahol a tartományt a 88 vonal jelöli. Az alsó sávhoz tartozó szaggatott 89 vonal és a felső sávhoz tartozó szaggatott 90 vonal, amelyek a különböző méretek esetén összekötik a tervezési tartományok végeit, éppen az előnyös ± 5%-os frekvenciatűrési tervezési ablakokat határolják (amelyeket ferde vonalkázással szemléltettünk) közbenső méretű gömb alakú lámpák alkalmazásánál. Abban az esetben, ha a lámpák belső átmérője 6 mm-nél kisebb, akkor az első katasztrofálisan instabil sáv alatti frekvenciák is választhatók. így egy 4 mm-es belső átmérőjű lámpánál választhatunk egy közelítően 25,5 kHz-es tervezési középpontú üzemi frekvenciát, amelynek ± 5%-os frekvenciatűrési tartományát a 91 vonal mutatja. Egy 5 mm-es lámpa esetében az első katasztrofális instabil sáv alatt a tervezési középfrekvencia közelítően 17 kHz értékű és a ± 5%-os tartományt a 92 vonal mutatja. A szaggatott 93 vonal az előnyös ± 5%-os frekvenciájú tervezési ablakot határolja olyan gömb alakú lámpák esetében, amelyek belső átmérője 4 és 5 mm közé esik. A bura átmérőjének növelésével a rezonanciamentes tartományok összenyomódnak vagy keskenyednek, azaz az A és B sávok között a frekvencia-távolság csökken. Ez azt is megmutatja, hogy a jelen találmány előtt miért nem vették észre a 20 és 50 kHz közé eső rezonanciamentes tartományokat. Az oka ennek az lehetett, hogy a kereskedelemben kapható fém-halogenid lámpák ívburájának az átmérője (általában nem kisebb 14 mm-es belső átmérőnél) elég nagy ahhoz, hogy annál a katasztrofális tartományoknál kiterjedtek, és kitöltik a teljes 20 és 50 kHz közé eső sávot, és eközben nem hagynak biztonságosan stabil tartományt vagy ablakot, ahol a lámpákat üzemeltetni lehetne. A tartományoknak a higanygőz sűrűség függvényében való változását a 9. ábrán szemléltettük. Ebben az esetben 6 mm belső átmérőjű és 3 mm elektródközzel rendelkező öt gömb alakú lámpát eltérően töltöttünk fel, és a töltés hatására az elgőzölt higany sűrűsége körülbelül 10, 20, 39, 79 és 118 mg/cm3 értékek körül volt. A lámpákat állandó falterhelés mellett működtettük. A spektrális eloszlás fő tulajdonságai megmutatkoznak a higanysűrűség változása ellenére is. A gőznyomás növekedésével a katasztrofális instabil sáv helyzete lassanként az alacsonyabb frekvenciák felé tolódik. Ilyen módon az A sáv felső széle 25-ről 23 kHz-re csökkent, míg a B sáv alsó széle 50-ről 43 kHz-re csökken, miközben a sűrűség 10-től 118 mg/cm3 értékekig változik. A sűrűség növekedésével mindhárom típusú keskeny zavar fellép a spektrumon belül, valószínűleg az akusztikai zavarokkal való megnövelt csatolás miatt és a nagyobb gőzsűrűségeknél fellépő magasabb konvekciós és turbulens áramlások következtében is. Ügy tűnik, hogy a keskenyebb zavarok a kisebb gőzsűrűségek mellett lépnek fel, de az ilyen kis amplitúdószintek nem zavarják az ívet. Ahogyan a sűrűség növekszik, a zavarok is felerősödnek. így bár a miniatűr lámpákat nagy sűrűségek mellett is működtetni lehet, a 20 és 50 kHz közé eső rezonanciamentes tartományok spektruma észrevehetően keskenyebb lesz, amint a sűrűség növekszik, és így a kielégítő működéshez gyakorlati felső sűrűségszint tartozik. Adataink azt jelzik, hogy egy fölösleges keskenysávú zavar elkerülése céljából bármely méretű miniatűr fém-halogenid lámpa esetében a higanysűrűség szintje ne haladja meg a 100 mg/cm3 értéket, és 6 mm belső átmérőjű izzóknál ne legyen nagyobb 80 mg/cm3-nél. A 6 és 7 mm közé eső méretű lámpáknál az előnyben részesítendő üzemi higanygőz sűrűség a 20 és 50 kHz közé eső sávokban biztosítandó széles, stabil üzemi sávok vagy ablakok szempontjából közelítőleg 30 és 40 mg/cm3 közé esik. Kis méretű, nagyfrekvenciás ballaszt áramkörök A felfedezett rezonanciamentes sávok jelenléte lehetővé teszi a miniatűr fémgőz lámpák részére kompakt, gazdaságos és hatékony nagyfrekvenciás ballaszt áramkörök alkalmazását a kívánt 20 és 50 kHz közé eső frekvenciatartományban. Az ilyen áramkörök általában teljesítmény-oszcillátort, tartalmaznak, amely áramkorlátozó szerveken keresztül csatlakozik a lámpához. A jellegzetes áramkörök szilárdtest felépítésű vezérlő egységeket és ferrit magokat tartalmaznak ; és ezeket elég kompakt módon lehet elkészíteni ahhoz, hogy őket a felhasználási helyen közvetlenül a lámpához lehessen csatlakoztatni, tehát a villamos kivezetésnél vagy foglalatnál, vagy pedig integráltan a lámpákhoz csatlakoztathatók, hogy ún. becsavarható egységet képezzenek. A 10. ábrán a kompakt nagyfrekvenciás ballaszt áramkör egy példakénti kiviteli alakját szemléltetjük, amelyet záróoszcillátor képez. A 120 voltos, 60 Hz-es hálózati tj, t2 kapcsok közé bekötött teljes hullámú BR hídegyenirányító egyenirányított egyenfeszültséget állít elő, amely meghajtja az invertert. A híd kimeneti kapcsaihoz csatlakoztatott C2 szűrőkondenzátor kielégítő szűrőhatást fejt ki ahhoz, hogy elkerüljük a nagyfrekvenciás kimenet vonalfrekvenciás modulációjából származó újragyújtási problémákat. A ferritmagos T transzformátornak P primer tekercse, nagyfeszültségű S1 szekunder tekercse van, és a miniatűr Lp lámpa ehhez kapcsolódik, a T transzformátor tartalmaz ezenkívül S2 visszacsatoló tekercset, és a tekercsek tekercselési irányát hagyományos módon úgy jeleztük, hogy a tekercsek megfelelő végein kis köröket rajzoltunk. A P primer tekercs, a Qx tranzisztor kollektor-emitter ága és a S2 visszacsatoló tekercs sorosan kapcsolódik és ez képezi a primer áramkört. Ebben az áramkörben az R3 ellenállás áramkorlátozó szerepet tölt be és a D2 dióda a Qj tranzisztor részére védelmet nyújt a visszáramokkal szemben. Az Ri és R2 ellen5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 7
