Питающие устройства ксеноновых ламп для кинопроекции

В выпрямителях для питания кинопроекционных ламп применяется стабилизация тока. Как уже известно, кинопро­екционная лампа должна обеспечивать постоянство светового потока, который имеет большую зависимость от величины пи­тающего тока, чем от напряжения. Схемы выпрямителей для питания кинопроекционных ксеноновых ламп построены с уче­том особенностей эксплуатации этих ламп:

1. Ксеноновые лампы чувствительны к пульсациям выпрямленного тока, приводящим к сокращению срока службы ламп. По этой причине на выходе выпрямителя предусматри­вается фильтр. Коэффициент пульсаций тока не должен пре­вышать 10 -12%.

2. Розжиг ксеноновой лампы требует высокого напряже­ния (25-30 кВ) и начинается с высокочастотного разряда. Все это осуществляется с помощью специальной системы за­жигания, расположенной в фонаре кинопроектора. На рис. 42 изображена вольтамперная характеристика ксеноновой лам­пы. После возникновения искрового разряда источник напря­жения возникновения разряда отключается, и к электро­дам ксеноновой лампы поступает напряжение с выхода стабилизированного выпрямителя. В этом случае из вольт-амперной характеристики исключается участок, выделенный на графике жирной линией. Не происходит четкого перехода к дуговому разряду и необходимо многократное повторение розжига. Во избежание этого на выходе стабилизированного выпрямителя в режиме холостого хода надо обеспечить на­пряжение, превышающее рабочее в 2 -3 раза. В зависимости от мощности выпрямителя напряжение, создаваемое спе­циальным выпрямителем подпитки, должно быть порядка 650-1000 В.

3. Внешняя характеристика выпря­мителя подпитки крутопадающая, поэтому в схему выпрями­теля подпитки вводятся балластные сопротивления, которые могут иметь активный или реактивный характер.

Рисунок 42 – ВАХ Рисунок 43 – Схема зажигания КЛ

4. На выходе стабилизированного выпрямителя ставятся дополнительные блокировочные конденсаторы С_б (рис. 43). Такие же конденсаторы имеются в зажигающем устройстве, через них подаются высокочастотные импульсы напряжения возникновения разряда на электроды ксеноновой лампы. С помощью этих конденсаторов обеспечивается защита приборов и самого выпрямителя от высокочастотных импульсов.

Краткие сведения о ксеноновых лампах. В последние годы в качестве источников света стационарных проекторов кинотеат­ров средней вместимости все большее распространение получают ксеноновые лампы. Промышленностью выпускаются ксеноновые лампы для работы на постоянном и на переменном токе. Для ра­боты на постоянном токе в киноустановках используются лампы типа ДКСШ-1000 мощностью в 1 кет, а для работы на переменном токе - типа СВД-Ш той же мощности. Давление ксенона в лам­пах обоих типов составляет 8 атм при комнатной –температуре и 20 - 25 атм - в рабочем состоянии. Лампы отличаются только конструкцией электродов: у лампы постоянного тока анод значи­тельно массивнее катода, а у лампы переменного тока оба элек­трода имеют одинаковый вид.

Ксеноновые лампы обладают спектральными характеристиками, близкими к характеристикам кинопроекционных дуговых ламп, однако по отношению к дуговым ксеноновые лампы обладают рядом преимуществ: 1) постоянством светового потока, а, следовательно, и яркости экрана в процессе демонстрации фильма; 2) возмож­ностью работы без специальных вытяжных устройств для уда­ления продуктов горения; 3) удобством и простотой эксплуата­ции, так как однажды отъюстированная лампа сохраняет неизмен­ное положение в течение всего срока службы; 4) возможностью регулировать мощность в широких пределах без изменения спектрального состава излучения; 5) сравнительно большим сроком службы, достигающим для ксеноновых ламп постоянного тока 600 час и даже больше; 6) возможностью вести безобтюраторную проекцию, что позволяет значительно полнее использовать све­товой поток лампы.

Недостатком ксеноновых ламп служит то, что для их зажига­ния необходимо высокое напряжение (25—30 К В).

Электрические схемы питания и зажигания ксеноновых ламп. Схема питания и зажигания ксеноновой лампы постоянного тока. При работе с ксеноновой лампой небольшие изменения питающего напряжения вызывают значительные изменения питающего тока, а следовательно, и яр­кости лампы. Поэтому питание ксеноновых ламп постоянного тока должно производиться от стабилизированных выпрямителей. Та­ким выпрямителем может быть, например, стабилизированный ис­точник постоянного тока 50ВУК-120, специально разработанный для питания ксеноновых ламп.

На рис. 43, а приведена принципиальная схема питания и зажигания ксеноновой лампы постоянного тока. Рубильник К₂, имеющийся на проекторе, при нормальной работе постоянно включен и выключается только для более надежной защиты при замене лампы. При замыкании ключа К_г напряжение сети пода­ется на катушку контактора стабилизированного выпрямитель­ного устройства. После срабатывания контактора на зажимах ксеноновой лампы будет действовать напряжение холостого хода выпрямителя.

При кратковременном замыкании кнопки зажигания КЗ (примерно на 1 с) в первичную обмотку маломощного трансформатора высокого напряжения ТВН подается напряжение сети. При этом во вторичной обмотке трансформатора образуется напря­жение порядка 5—6 Кв. Это напряжение через балластные сопро­тивления R_б1 и R_б2 заряжает конденсатор С_р до напряжения, до­статочного для пробоя разрядника Р. После пробоя сопротивление разрядника становится ничтожным и конденсатор С_р свободно раз­ряжается на часть обмотки импульсного повышающего автотрансформатора ИAT. Балластные сопротивления R_б1 и R_б2 ограничивают ток нагрузки трансформатора ТВН после пробоя разрядника и предохраняют его вторичную обмотку от междувитковых перенапряжений.

а) б)

Рисунок 44 Схемы зажигания и питания ксеноновых ламп: а — постоянного тока; б — переменного тока

Конденсатор С_р с частью обмотки импульсного автотранс­форматора ИAT образуют высокочастотный колебательный кон­тур. При этом на зажимы ксеноновой лампы через блокировочный конденсатор С_б будут поступать высокочастотные импульсы с напряжением до 30 Кв. Блокировочный конденсатор С_бимеет та­кую емкость, что его сопротивление ничтожно мало только для высокочастотных импульсов зажигания, поэтому токи высокой частоты не могут проникнуть в провода питания киноустановки и не смогут создать помехи звуковоспроизведению.

Высокое напряжение, действующее на электродах лампы, осуществляет пробой междуэлектродного газового промежутка, и при этом высокочастотный разряд переходит в дуговой. После этого кнопку зажигания отпускают. Для устойчивого перехода высоко­частотного разряда в дуговой напряжение постоянного тока на электродах лампы должно превышать нормальное рабочее напря­жение примерно в полтора раза.

Для защиты обслуживающего персонала в схему введены три блокировочных прерывателя: Б₁, Б₂ и Б₃, которые отключают схему от питающей сети при открывании любой из трех дверец фонаря проектора. В случае неисправности блокировочных пре­рывателей замыкают аварийный ключ K₃, и тогда напряжение на первичную обмотку трансформатора ТВН будет поступать, ми­нуя блокировочные прерыватели.