Курсовая работа: Электронные пускорегулирующие аппараты для разрядных ламп высокого давления

Рисунок 3. Обобщенная структурная схема стартерного ПРА и бесстартерного ПРА с накальным трансформатором.

аппараты не получили широкого распространения из-за низкого КПД. Однако в последнее время для компактных люминесцентных ламп бытового назначения в ряде стран находят применение емкостно-резистивные балласты, в которых указанный выше основной недостаток ПРА резистивного типа в известной степени нивелирован.

В полупроводниковых ПРА (вторая группа) стабилизация тока лампы осуществляется с помощью полупроводниковых приборов, обычно транзисторов. На рис. 4 приведена схема полупроводникового ПРА, в котором транзистор используется в качестве нелинейного сопротивления. Схема удовлетворительно работает на постоянном токе при незначительных колебаниях напряжения источника питания. На переменном токе схемы нелинейных полупроводниковых ПРА обладают большими собственными потерями.

Рисунок 4. Схема нелинейного

Рисунок 5. Схема импульсного полупроводникового ПРА. полупроводникового ПРА.

На рис. 5 дана схема импульсного полупроводникового ПРА. Приведенная схема носит название динамического балласта. В динамическом балласте транзистор работает в режиме ключа, и стабилизация тока лампы осуществляется с использованием инерционных свойств плазмы газового разряда. На рис. 6, а показана форма напряжения на разрядной лампе. При открытом транзисторе (0≤t≤T_и ) напряжение на лампе приблизительно равно напряжению источника питания (U_л ≈U_п ). При закрытом транзисторе (T_и <t<T_п ) напряжение на лампе равно нулю. На рис. 6,б показана форма тока лампы. За время импульса напряжения ток лампы возрастает от I_о до I_мах . За время паузы происходит частичная деионизация плазмы, возрастает ее сопротивление, и следующий импульс тока опять начинается с I_о .

Рисунок 6. Осциллограммы напряжения на лампе (а) и тока лампы (б) в схеме импульсного полупроводникового ПРА.

В третьей группе (комбинированные ПРА) стабилизация тока лампы осуществляется с помощью, как реактивных элементов, так и полупроводниковых приборов. В ПРА этой группы в качестве балластов используются дроссели, конденсаторы, транзисторы, тиристоры и другие полупроводниковые приборы. В группе существует большое количество разнообразных схем. Целесообразно рассмотреть следующие из них: с высокочастотным (ВЧ) генератором, емкостно-полупроводниковые, индуктивно-полупроводниковые и схемы с преобразованием частоты.

Все схемы с ВЧ генератором построены практически по единой схеме (рис. 7). Питание лампы осуществляется от двух источников питания: силового через Балласт 1 и повышенной частоты через Балласт 2. На рис. 8 приведен вариант схемы при использовании дросселя Д_р в качестве низкочастотного балласта и конденсатора С в качестве высокочастотного. Такая схема нашла применение в светорегуляторах, при работе ламп в условиях пониженного напряжения питания, а также для снижения пульсации светового потока ламп.

Рисунок 7. Обобщенная структурная схема комбинированного ПРА с ВЧ генератором.

На рис. 9 показана схема комбинированного импульсного ПРА с двумя источниками питания. Для поддержания разряда в лампе через Балласт 2 поступают ионизирующие импульсы тока.

Рисунок 8. Схема комбинированного ПРА с ВЧ генератором и индуктивным балластом.

На рис. 10, а и б показаны формы напряжения и тока лампы. Во время импульса (0≤t≤T_и ) ток лампы поддерживается постоянным (i_л ≈ i₂ =conts), и за счет ионизации положительного столба разряда сопротивление лампы и напряжение на ней уменьшаются. В интервале Т_и <t<Т_п , ток ионизирующего генератора i₂ = 0, и ток лампы определяется только током i₁ .

Рисунок 9. Схема комбинированного ПРА с двумя источниками питания.

Рисунок 10. Осциллограммы напряжения на лампе (а) и тока лампы (б) в комбинированном импульсном ПРА.

В силу того что напряжение питания меньше напряжения горения разряда, происходит деионизация плазмы столба разряда, и ток постепенно уменьшается до I_min . Затем подается импульс тока i₂ , и все процессы повторяются.

На рис. 11 и 12 приведены схемы комбинированных емкостно-полупроводникового и индуктивно-полупроводникового ПРА. В схеме рис. 11 основное падение напряжения происходит на балластном конденсаторе С, что снижает напряжение на стабилизирующем транзисторе VTи тем самым повышает КПД схемы. В схеме рис. 12 симметричный тиристор VSшунтирует вспомогательный дроссель Д_р 2, что обеспечивает повышение стабильности работы лампы и КПД схемы.

Рисунок 11. Схема комбинированного емкостно-полупроводникового ПРА.

Рисунок 12. Схема комбинированного индуктивно-полупроводникового ПРА (СУ-схема управления)

На рис. 13 показана широко распространенная схема комбинированного резонансного ПРА с преобразователем частоты. Схемы с преобразователем обеспечивают питание лампы током повышенной частоты (20 50 кГц), при этом повышается световая отдача ламп, снижаются размеры балластных дросселей и конденсаторов.