202700. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és fénycsővezérlő áramkör fűtött katódú fénycsövek fényerősségének szabályozására
1 HU 202700 A 2 A találmány tárgya eljárás fűtött katódú fénycsövek fényerősségének szabályozására, amelynek során a fénycső anódja és katódja közé egyenfeszültséget kapcsolunk és ennek fenntartása mellett a fénycsövet gyújtóimpulzussal begyújtjuk. A találmány fénycsővezérlő áramkörre is vonatkozik, amelynél a fénycső fűtőszála fűtési feszültséget szolgáltató áramforráshoz csatlakozik, és a fűtött katód elektród és a másik elektród közé egyenáramú tápfeszültségforrás vele sorosan kapcsolt áramkorlátozó elem van kapcsolva, és a fénycsőhöz gyújtóáramkör csatlakozik. Fénycsövek fényőerősségének folyamatos szabályozására megbízható megoldások még nem terjedtek el. A hagyományos izzószálas égők fényerejét a tápfeszültség átlagértékének változtatásával, például fázishasításos módszer alkalmazásával könnyen lehet változtatni, ezzel szemben a fénycsövek ki- és bekapcsolása a gázkisülés megindításához szükséges gyújtási folyamat sajátosságai miatt adott időt vesz igénybe. A begyújtási idő olyan hosszú, hogy két egymást követő begyújtást a szem nem tud egynek észlelni, ezért a ki-be kapcsolás idejének változtatásával a szem számára észrevehetetlen fényerősség szabályozás nem volt megoldható. Próbálkoztam már a begyújtási idő rövidítése révén fénycsövek fényerősségének folyamatos szabályozásával, de ezen kísérleteimnél a szükséges gyújtóáramkörök viszonylag bonyolultak voltak és a begyújtás feltételeit a külső hőmérséklet befolyásolta. A találmány feladata olyan eljárás és vezérlő áramkör létrehozása, amely egyszerűen és megbízhatóan lehetővé teszi fénycsövek, különösen a kompakt fénycsövek fényerősségének szabályozását. A kitűzött feladat megoldásához abból a felismerésből indultam ki, hogy a szabályozáshoz szükségtelen a fénycsőben kialakuló gázkisülési folyamat megszakítása, hiszen a legtöbb nehézség ennek a folyamatnak az ismételt megindításából keletkezik. Ha a gázkisülés megszakítása helyett a kisülési áram értékét egy olyan alacsony szintre korlátozzuk, amely mellett a fényerősség nem észlelhető vagy csak elhanyagolható mértékű, és erre a minimális áramra adott ismétlési frekvenciával a teljes fényerősséghez rendelt áramimpulzusokat szuperponálunk, akkor az észlelt fényerősség az impulzusok arányától függ és azzal változtatható. Ehhez a folyamathoz szükség van a fénycső katóűdjának állandó fűtésére. A találmánnyal tehát eljárást hoztam létre fűtött katódú fénycsövek fényerősségének szabályozására, amelynek során a fénycső anódja és katódja közé egyenfeszültséget kapcsolunk és ennek fenntartása mellett a fénycsövet gyújtóimpulzussal begyújtjuk, és a találmány szerint a katódot az üzemelés során mindvégig fűtött állapotban tartjuk, a fénycsövön átfolyó egyenáram nagyságát egy a teljes fényerősségnek megfelelő maximális áram és egy ívkisülés fenntartásához még elegendő, de a teljes fényerősségnél legalább két decimális nagyságrenddel kisebb fényerősséget kiváltó minimális áram között a szem tehetetlenségi idejénél rövidebb periódusokban változtatjuk, és a fényerősséget a maximális és minimális áramoknak az egyes periódusokon belül felvett időbeli arányának változtatásával szabályozzuk. Egy előnyös foganatosítási módnál az egyes periódusokat a minimális árammal kezdjük, majd az áram értékét az említett aránynak megfelelő időpontban a maximális értékre növeljük és ezt a periódust végéig fenntartjuk. Ennek a megoldásnak az előnye a vezérlés módjának az egyszerűsítésében van. A biztos gyújtás érdekében előnyös, ha a gyújtóimpulzusokat az említett periódusoknál lényegesen hosszabb időközökben megismételjük. A találmány fénycsővezérlő áramkörre is vonatkozik, amely fűtött katódú fénycsövekhez, különösen kompakt fénycsövekhez használható, és az áramkörben a fénycső fűtőszála fűtési feszülséget szolgáltató áramforráshoz csatlakozik, és a fűtött katód elektród és vele sorosan kapcsolt áramkorlátozó elem van kapcsolva, és a fénycsőhöz gyújtóáramkör csatlakozik, és a találmány szerint az áramkörnek két egymással párhuzamosan kapcsolt áramkorlátozó eleme van, az első áramkorlátozó elem korlátozási küszöbértéke a fénycsőben lévő gázkisülés fenntartásához szükséges minimális áramnak felel meg, a második korlátozó elemet vezérelt kapcsoló, előnyösen tranzisztor képezi, amelynek korlátozási kapcsoló vezérlő bemenete periódikusan ismétlődő, változtatható kitöltési tényezőjű impulzusokat előállító vezérlő áramkörhöz csatlakozik. Az első korlátozó elemet célszerűen ellenállás képezi. Az áramkör egy célszerű kiviteli alakjánál a második korlátozó elemben a tápfeszültségforrás egyik kiviteli alakjánál a második korlátozó elemben a tápfeszültségforrás egyik kapcsa és a fénycső említett elektródja közé kapcsolt kollektor-emitter átmenettel rendelkező tranzisztor és vele sorosan kapcsolt további ellenállás van, és a tranzisztor bázisa optikai csatolón keresztül csatlakozik a vezérlő áramkörhöz. A vezérlő és gyújtó áramkörök elkülönítése szempontjából előnyös, hogy az áramkörben kapacitíven a fénycső bórájához illeszkedő gyújtó elektród van, amely impulzustranszformátoron keresztül impulzusgenerátorhoz csatlakozik. A fénycső élettartama kétszeresre növelhető, ha kétfűtőszálas fénycsövet használunk, mert az egyik fűtőszál szakadásakor vagy' emissziójának lecsökkenésekor a másik fűtőszállal a fénycső működtető. Egy alternatív megoldásnál a fénycső begyújtott állapotát szükségtelen mindvégig fenntartani, ennek feltétele azonban az, hogy a gyújtás a vezérelt kapcsolóval szinkron, a periódusok kezdetekor történjen, amikor a kapcsoló már zárt állapotban van. Ekkor a kis fénycsőáramot fenntartó korlátozó ág szükségtelen. Az ilyen kapcsolási elrendezésre jellemző, hogy az áramkorlátozó elem a fénycső anódja és a tápfeszültségforrás pozitív kapcsa közé kapcsolódik és vele optikai csatolóból kialakított vezérelt kapcsoló árama a fénycső üzemi áramának felel meg, és az optikai csatolónak a kapcsolt úttól galvanikusan elválasztott bemenete periódikusan ismétlődő, változtatható kitöltési tényezőjű impulzusokat előállítő vezérlő áramkörhöz csatlakozik, és a gyújtóáramkőrben a gyújtóimpulzusokat az említett periódusok impulzusgenerátor van. A találmány szerinti megoldást a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az: 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy kiviteli alakjának kapcsolási rajza, a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
