182982. lajstromszámú szabadalom • Vezérlőáramkör gázkisülő lámpákhoz, eljárás a vezérlőáramkör elemeinek meghatározására és világítótest gázkisülő lámpával
1 182 982 2 Az. Rj ellenállás értéke 8000 ohm és 30 000 ohm között választható előnyösen, amikor is a lámpa feszültségének értéke optimális, fényének remegése minimális lesz, amit a Dj dióda söntkapcsolása és az hoz létre, hogy a Di diódából és R2 ellenállásból álló gyújtóáramkört az L gázkísülő , lámpa felgyulladása megszakítja. Az L gázkisülő lámpa fénykibocsátása során a lámpán az Rí ellenállás áramkorlátozó hatása nélkül veszélyes nagyságú csúcsokkal jellemzett áram folyhatna keresztül. Ilyen feltételek között a nagy, például 40 W fényteljesítményű L gázkisülő lámpa sorosan kapcsolt csillapítótagja az Rí ellenállás helyett, illetve azzal együtt X induktivitást tartalmazhat. A találmány szerint vezérlőáramkörben értéke olyan, hogy a fellépő teljesítményveszteség valamint a szükséges méretek sokkal kisebbek, mint a hagyományos ismert megoldások esetén. Az ismert 4 W, 6 W, 8 W és 13 W teljesítményű gázkisülő lámpák esetében a C] kondenzátor kapacitása tipikusan 1 juF. Mivel a gázkisülő lámpák karakterisztikája a teljesítménytől is függ, ezért az áramcsúcsokat korlátozó R[ ellenállás értéke már teljesítményfüggő, vagyis a fellépő teljesítményveszteségek is eltérőek. Az Rí ellenállás tipikus értékei 1,0 jrF nagyságú Ci kondenzátor alkalmazása mellett a következő: 4 W és 6 W fény teljesítmény mellett mintegy 300 ohm, 2W; 8W fényteljesítmény mellett mintegy 500 ohm, 3 W; míg 13 W fényteljesítmény mellett mintegy 500 ohm, 5W. Ha a C) kondenzátor értékét 0,8 juF-ra csökkentjük, az Rí ellenállás áramkorlátozó hatása kisebb ellenállásérték és teljesítmény mellett érhető el, mivel a gázkisülő lámpákon átfolyó áramhoz tartozó átlagteljesítmény kisebb. Előfordulhat azonban, hogy, mint a 8 W fényteljesítményű gázkisülő lámpák esetében, a kisebb, az adott esetben 0,8 üF kapacitású kondenzátor az S tápegységgel sorosan kapcsolva nem képes a működtetéshez szükséges átlagáramot biztosítani. Éppen ezért az 50 Hz frekvencián mintegy 3000 ohm reaktanciájú, 1,0 ßF kapacitású kondenzátort legalább 300 ohm-os áramkorlátozó ellenállással együtt kell használni, vagyis az Rj ellenállás áramkorlátozó hatása akkor érvényesül előnyösen, ha értéke a Ci kondenzátor 50 Hz-en, tehát a tápfeszültség frekvenciáján mért reaktanciájának legalább mintegy 10%-a. 20 W fényteljesítményű gázkisülő lámpa esetében a Ci kondenzátort 4,0 juF kapacitással választva mintegy 800 ohm-os reaktanciát kapunk az adott frekvencia mellett és ehhez legalább 800 ohm-os Rí ellenállást választunk az áramcsúcsok korlátozására; ily módon a reaktanciák között a legfeljebb 10:1 arány biztosított. A tapasztalat szerint ez az arány nem minden esetben tartható, általában kisebbre lehet szükség. Ha így lenne, az optimális értékek a következők figyelembevételével számíthatók: Tételezzünk fel 250 V feszültségű és 50 Hz frekvenciájú tápegységből 100 V feszültségeséssel kapcsolt L gázkisülő lámpát, ahol egy soros ellenálláson 150V feszültségesés következik be, amíg a teljesítménydisszipációk értéke a gázkisülő lámpán 20 W, az ellenálláson 30 W. Ha a fenti ellenállást Ci kondenzátorral helyettesítjük és hozzá viszonyítva a találmány szerinti áramkör Rí ellenállásának reaktanciáját 10:1 arányban választjuk meg, a feszültség minden 11 V-jából mintegy 10 V a Ct kondenzátoron esik, míg 1 V az R, ellenálláson disszipálódik, vagyis ilyen megoldás alapján mintegy 3 W teljesítmény jut az Rí ellenállásra. Ez azonban nem megfelelő, mivel az Rí ellenállás áramkorlátozó hatása megköveteli, hogy rajta 5 ... 6 W teljesítmény disszipálódjon, ami a gázkisülő lámpa jellegétől és más tényezőktől függően változhat. Másrészt viszont a tapasztalat szerint a C! kondenzátor értéke a miniatürizált 15 mm átmérőjű gázkisülő lámpákban (ezek fényteljesítménye 4 W, 6 W, 8 W és 13 W, hosszúságuk változó) megfelelő, ha 0,8 mF és 1.25 mF közé esik. Ez látható a 2. ábrán, ahol az 1.25 a<F, 1,1 juF és 1,0 juF értékű kondenzátor esetére az Rí ellenállás megfelelő értékei mellett az ellenállásban disszipálódó teljesítmény értéke látható. A görbék igazolják, hogy az Rí ellenállás értékét a szaggatott vonallal elválasztott, nagy teljesítmény disszipációval jellemzett tartomány alatt, de a vonalkázottan jelölt fényremegési tartománytól jobbra kell megválasztani. Az ebbe a tartományba eső ellenállásértékek választása során a fénykibocsátás is fontos tényező. Minden gázkisülő lámpának van egy olyan fénykibocsátási plateauja, ahol a működtető áram változásával a fényteljesítmény gyakorlatilag állandó marad. A találmányi felismerés szerint a teljes impedanciát a működtető áramnak megfelelően a plateau leszálló végén, vagy annak közelében (vagyis csökkenő áramerősség mellett) előnyös megválasztani, mivel ez leegyszerűsíti az áramkör felépítését és biztosítja a gázkisülő lámpa nagyobb élettartamát. Egy 8 W fényteljesítményű gázkisülő lámpa esetében a 2. ábrán feltüntetett görbéket kapjuk a plateau mellett. Éppen ezért a 2. ábra alapján látható, hogy egy 8 W fényteljesítményű gázkisülő lámpa esetében a Ci kondenzátor értékét 1 /aF-ra választva 280 . . . 300 ohm értékű Rí ellenállás beépítésével az R! ellenálláson 2 W körüli teljesítménydisszipációt hozunk létre. Próbálkoztunk olyan képlet meghatározásával, amelynek alapján a vezérlőáramkör elemeinek értékei minden esetben meghatározhatók lennének. Az eredmények szerint meghatározott típusú és nagyságú gázkisülő lámpák esetében lehetséges közelítő szabályok megállapítása, de általános érvényű összefüggés nem határozható meg. Megállapítható azonban, hogy a különböző cégektől származó, de ugyanolyan méretű és teljesítményű gázkisülő lámpák gyakorlatilag alig eltérő optimális értékeket kívánnak. Ennek alapján megállapítható, hogy a gyártóműtől függetlenül az egyes lámpatípusok gyakorlatilag azonos értékű elemekből összeállított áramkörökkel szerelhetők fel. A legmegbízhatóbbnak egy kísérleti munka eredményeként kidolgozott találmányi eljárás tűnik. Mindenekelőtt meg kell állapítani, hogy a gázkisülő lámpák és közöttük a fénycsövek típusválasztéka kicsi és a vezérlőáramkörre egyszer meghatározott értékeket gyakorlatilag nem nagyon kell változtatni. A következőkben leírt eljárást sikeresen alkalmaztuk egyszerű laboratóriumi mérőberendezések és mérőeszközök felhasználásával, mint voltmérő, ampermérő, változtatható kapacitássorozat a Ci kondenzátorhoz, változtatható ellenállássorozatok az R2 ellenálláshoz, változtatható (induktív és/vagy ohmos) csillapítássorozatok az Rí ellenálláshoz, dióda, valamint változtatható értékű tápegység és fénymérő, amelyek az 1. ábrán feltüntetett módon vannak kapcsolva. Az eljárás lépései a következők: 1. Az elméleti számítások vagy az előző kísérleti tapasztalatok alapján az Rí ellenállás és a Ci kapacitás 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
