Устройство для питания по меньшей мере двух ламп с полым катодом одним источником напряжения

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ДВУХ ЛАМП С ПОЛЫМ КАТОДОМ ОДНИМ ИСТОЧНИКОМ НАПРЯЖЕНИЯ(71) Заявитель Конструкторско-технологическое республиканское унитарное предприятие Нуклон(72) Авторы Бузук Александр Александрович Курейчик Константин Петрович(73) Патентообладатель Конструкторско-технологическое республиканское унитарное предприятие Нуклон(57) 1. Устройство для питания по меньшей мере двух ламп с полым катодом, характеризующееся тем, что содержит общий регулируемый источник питания ламп, соединенных с соответствующими блоками задания и формирования тока, выходами соединенными с соответствующими входами блока задания напряжения горения тлеющего разряда ламп, выход которого соединен с управляющим входом общего регулируемого источника питания. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок задания напряжения горения тлеющего разряда ламп содержит по меньшей мере два резистивных делителя напряжения,входы которых соединены с соответствующими входами блока, а выходы через аналоговый мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь - с соответствующими входами микроконтроллера, выходом через цифро-аналоговый преобразователь соединенного с выходом блока. Изобретение относится к атомно-абсорбционной спектрометрии и может быть использовано в спектральном приборостроении. Известно устройство питания ламп с полым катодом одним источником напряжения 1, включающее общий источник питания с подключенными к нему лампами с полым катодом, каждая из которых связана со своим узлом задания и формирования тока. 17377 1 2013.08.30 Недостатком устройства являются большие энергетические затраты, обусловленные тем, что для зажигания и дальнейшего питания ламп используют постоянное напряжение,равное 450-500 , в то время как напряжение горения ламп не превосходит 250 . Например, для одной лампы с полым катодом избыток напряжения, гасимый на балластном резисторе, составляет при этом около 250 . При рабочем токе 25 мА энергетические потери составляют около 6,25 Вт, что сравнимо с потреблением лампы. Этот избыток мощности выделяется на элементах узла формирования тока лампы, что приводит к его нагреву, а при высокой температуре внешней среды - и к перегреву, что снижает надежность устройства в целом. Известно также устройство питания ламп с полым катодом, включающее общий источник питания с подключенными к нему лампой с полым катодом, которая связана со своим узлом задания и формирования тока 2. Недостатком данного устройства является его сложность, поскольку для питания лампы требуется изготовить два источника постоянного напряжения, один из которых используется для зажигания лампы второй источник управляемый и используется для питания лампы после завершения развития тлеющего разряда. Управляемый источник содержит управляющий вход, на который поступает сигнал о величине напряжения горения тлеющего разряда лампы. Управляемый источник поддерживает выходное напряжение питания так, что оно несколько, на 10-20 В больше напряжения горения разряда лампы,что требуется для стабилизации тока лампы. При использовании устройства для одновременного питания двух и более ламп с полым катодом возможно гашение одной из ламп, поскольку из-за различных значений их напряжений горения снижение напряжения питания до напряжения горения одной лампы может привести к гашению других ламп. Таким образом, данное устройство не обеспечивает надежного одновременного питания нескольких ламп с полым катодом, что требуется в случаях их предварительного прогрева с целью минимизации дрейфа излучения. Задачей настоящего изобретения является повышение надежности при питания двух и более ламп с полым катодом от одного источника питания. Поставленная задача достигается тем, что в устройство питания нескольких ламп с полым катодом, включающее общий источник питания, к которому подключены несколько ламп с полым катодом со своими узлами задания и формирования тока, введен узел определения напряжения горения ламп, входы которого связаны с выходами узлов задания и формирования тока ламп, а выход - с управляющим входом общего источника питания, который выполнен регулируемым. Устройство, отличающееся тем, что узел определения напряжения питания ламп выполнен в виде резистивных делителей, подключенных к его входу и выходами нагруженных на аналоговый мультиплексор, связанный с микроконтроллером, который нагружен на цифроаналоговый преобразователь, выход которого является выходом узла. На фигуре изображена схема заявляемого устройства. Для примера рассмотрим одновременную работу двух ламп с полым катодом. Устройство содержит одинаковые узлы задания и формирования токов 1 и 8, узел определения напряжения горения ламп 9, регулируемый источник напряжения 17. Узел 1 содержит источник опорного напряжения 2, выполненный, например, на основе обычного стабилитрона, управляющий усилитель 3, связанный с регулирующим транзистором 4, в коллекторную цепь которого включены соединенные последовательно лампа с полым катодом 5 и балластный резистор 6. Датчик тока 7 связан с управляющим усилителем 3. Данная схема формирования рабочего тока известна из 1, 2. Узел 8 выполнен однотипно с узлом 1. Узел определения напряжения горения ламп 9 содержит резистивные делители 10, 11 и 12, 13, которые подключены к коллектору регулирующего транзистора 4 в блоках 5 и 8,2 17377 1 2013.08.30 с другой стороны через аналоговый мультиплексор связаны с аналого-цифровым преобразователем 14, подключенным с микроконтроллеру на основе микросхемы типа . Последний через один из свободных портов нагружен на цифро-аналоговый преобразователь 16, выход которого связан с управляющим входом регулируемого источника напряжения 17. Аналоговый мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь стандартно входят в микросхему . Схема соединения цифроаналогового преобразователя 16 и миксхемытакже стандартная. Микросхемаработает по заранее заданной программе и постоянно измеряет напряжение на делителях 10, 11 и 12, 13. Регулируемый источник напряжения 17 может быть выполнен на основе тиристорных преобразователей так, как в прототипе. Этот источник также можно выполнить на основе микросхемыстандартным образом на основе ШИМ модуляции. Данная микросхема имеет для этого все необходимые средства. Источник 17 может быть выполнен и на основе обычного компенсационного стабилизатора, опорным напряжением которого является напряжение с выхода блока 16. Устройство работает следующим образом. В исходный момент времени лампы с полым катодом в узлах 1 и 8 погашены. Пусть также после подачи сетевого напряжения на блок 17 его выходное напряжение составляет 500 , что обеспечивает зажигание ламп с полым катодом. После подачи опорного напряжения источника 2 на вход усилителя 3 зажигается тлеющий разряд в лампе с полым катодом 5. Усилитель 3 совместно с управляющим транзистором 4 и датчиком тока 7 формирует стабильный ток через лампу 5. Амплитуда тока определяется напряжением на входе усилителя 3 и сопротивлением датчика тока 7. Напряжение с коллектора транзистора 4 поступает на резистивный делитель 10, 11 блока 9, после чего на аналоговый мультиплексор и аналого-цифровой преобразователь 14 и далее на микроконтроллер 15. Микроконтроллер 15 определяет величину напряжения на коллекторе транзистора 4 и выдает код управления на цифроаналоговый преобразователь 16, который уменьшает напряжение на выходе источника 17. Напряжение горения лампы 5 при этом будет определяться по разности максимального значения источника напряжения 17 и напряжения на коллекторе транзистора 4. Уменьшение напряжения на выходе источника 17 продолжается до тех пор, пока напряжение на коллекторе транзистора 4 не достигнет значения 10-20 , что требуется для работы схемы. При дальнейшем уменьшении его до нуля стабилизации тока не будет возможна, а лампа с полым катодом может быть погашена. Узел 8 включается аналогично узлу 1, при этом на выходе резистивного делителя 12 13 появляется напряжение, которое через узел 14 измеряется микроконтроллером 15. По заранее заданной программе микроконтроллер 15 изменяет напряжение блока 17 так, чтобы в любом канале напряжение на регулирующем транзисторе, например 4, было не менее 10-20 , при этом в другом канале это напряжение может быть больше на 10-30 , поскольку напряжение горения тлеющего разряда в работоспособных лампах с полым катодом отличаются мало. Таким образом, блок питания 17 ламп работает при напряжении, весьма незначительно превышающем максимальное напряжение горения тлеющего разряда в лампах узлов 5 или 8, что снижает энергетические потери. Надежность работы ламп с полым катодом при этом высока, поскольку напряжения питания блока 17 достаточно для их бесперебойной работы. Перечисленные отличительные признаки не следуют очевидным образом из сегодняшних знаний в данной области техники. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4