專利名稱：氣體放電燈的雙路異頻供電電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種涉及氣體放電燈的電子整流器電源。
背景技術(shù)：
氣體放電燈有高壓鈉燈、高壓汞燈、金鹵燈、氙氣燈、熒光燈等，目前，市面上與這 些燈相匹配的整流器可分為兩種，一種是電感整流器，另一種是電子整流器。它們都是以單 一電源為氣體放電燈供電，在實(shí)際使用過程中都存在難以克服的缺陷。電感整流器的功率因數(shù)不高，自身的消耗要占總能耗的4%到10%。要提高電感 整流器的功率因數(shù)，雖然可以采取電容補(bǔ)償法來克服，但是，就近補(bǔ)償會(huì)影響燈的壽命，所 以，個(gè)體電流大，輸入導(dǎo)線要粗，線損大；雖然電感整流器自身的消耗問題可以用低消耗電 感，但是，又會(huì)嚴(yán)重影響燈的啟動(dòng)。對于電子整流器來講，雖然解決了功率因數(shù)問題，卻出現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換率不高及功率 做不大的問題。現(xiàn)有的電子整流器的效率一般小于90%，輸出功率小于500W。因此，現(xiàn)有的氣體放電燈所使用的整流器無論是電感整流器還是電子整流器，它 們都存在自身固有的缺陷和難以解決的技術(shù)難題。申請人通過長期的研究和試驗(yàn)，研制出 了一種氣體放電燈的雙路異頻供電電源，它采用了全新的設(shè)計(jì)理念，一是利用高頻電壓激 發(fā)燈管內(nèi)的介質(zhì)產(chǎn)生自由電子達(dá)到啟輝的目的，二是采用低消耗的純電感整流器整流工頻 電直接作用于燈管。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氣體放電燈的雙路異頻供電電源，該電源輸入交流市 電，輸出電路有兩路異頻電壓供應(yīng)給氣體放電燈，一路為高頻供電輸出，另一路為工頻供電 電路，兩者有著不同的分工和作用，其中高頻交流電的作用是啟輝和激發(fā)燈管內(nèi)的介質(zhì)產(chǎn) 生更多的自由電子；工頻交流電為氣體放電燈提供電流。本發(fā)明所述氣體放電燈的雙路異頻供電電源，它包括市電輸入導(dǎo)線、電源殼、集成 電路板、雙頻輸出導(dǎo)線和電源蓋，所述集成電路板包括功率因數(shù)補(bǔ)償電容Cl、整流電感E、 濾波電容C2和高頻電源發(fā)生電路F，整流電感E由電感器Ll和電感器L2組成，電感器Ll 位于市電輸入端A和雙頻電源輸出端C之間，電感器L2位于市電輸入端B和雙頻電源輸出 端D之間，功率因數(shù)補(bǔ)償電容Cl位于市電輸入端A和市電輸入端B之間，濾波電容C2位于 電感器Ll的繞組線和電感器L2的繞組線之間；高頻電源發(fā)生電路F的輸入端接于濾波電 容C2的兩端，高頻電源發(fā)生電路F的輸出端與雙頻電源輸出端C和雙頻電源輸出端D相連， 所述高頻電源發(fā)生電路F包括橋式整流器G、濾波電容C5、開關(guān)晶體管H、電感器L3、振蕩電 容C6、高頻變壓器K、功率耦合電容C3、C4，橋式整流器G的交流輸入接于濾波電容C2的兩 端，濾波電容C5接于橋式整流器G的直流輸出端之間，兩只開關(guān)晶體管H串聯(lián)后接于橋式 整流器G的直流輸出端之間，振蕩電容C6和電感器L3串聯(lián)后一端與兩只開關(guān)晶體管H之 間相連，另一端與高頻變壓器K相連。
在氣體放電燈的雙路異頻供電電源中，由于整流電感E不需要向放氣電燈提供啟 動(dòng)勵(lì)磁高壓，所以就可以選擇低磁耗、無磁漏、無阻抗的純電感整流器，在燈管正常照明時(shí)， 其工作電壓接近市電電壓，從而提高了電能的利用率。高頻電源發(fā)生電路F在燈管啟輝和 正常照明時(shí)，都不需要提供大電流，我們可以把該電路的頻率設(shè)計(jì)在2. 5MHZ 3MHZ，更有 利于燈管內(nèi)激發(fā)自由電子，這樣對提高光效和保護(hù)電極都有好處。由于燈管兩端有工頻大電流電源和高頻低電流電源同時(shí)供電，工頻大電流電源由 市電通過電感器Ll、電感器L2整流后形成的工頻大電流電源加在燈管兩端。而高頻低電流 電源則由高頻電源發(fā)生電路F產(chǎn)生的高頻低電流電壓加在燈管的兩端。燈管啟動(dòng)時(shí)，首先 由高頻電源發(fā)生電路F產(chǎn)生的高頻低電流電壓加在燈管的兩端，使燈管產(chǎn)生輝光并激發(fā)出 自由電子，然后再由工頻大電流電源使燈管發(fā)出強(qiáng)光。在工頻大電流電源中，電感器Ll和 電感器L2繞在同一鐵芯上，除了限流作用外，還能隔離高頻低電流串入高頻電源發(fā)生電路 F的輸入端和串入電網(wǎng)的作用；功率因數(shù)補(bǔ)償電容Cl、整流電感E、濾波電容C2除了補(bǔ)償功 率因數(shù)外還有濾波降電磁干擾的作用。功率耦合電容C3、C4除了有高頻電源發(fā)生電路F與 燈管的功率耦合作用，還有隔離工頻大電流電源的電串入高頻電源發(fā)生電路F中的作用。高頻電源發(fā)生電路F在燈管啟動(dòng)時(shí)功率會(huì)較高，一般在50W左右，燈管啟動(dòng)后，受 燈管阻抗自動(dòng)調(diào)節(jié)，高頻電源發(fā)生電路F的功率會(huì)降到30W左右。實(shí)驗(yàn)證明，如果把高頻電 源發(fā)生電路F的頻率設(shè)計(jì)在2. 5MHz 3MHz，功率控制在50W以內(nèi)，這個(gè)電路完全可以啟輝 各種氣體放電燈，也可以使各種氣體放電燈管內(nèi)產(chǎn)生足夠的自由電子。整個(gè)電路的輸出功率通過電感器Li、電感器L2的大小調(diào)節(jié)來控制。本發(fā)明所述氣體放電燈的雙路異頻供電電源的電路采取了對稱設(shè)計(jì)，其目的是為 了減少電磁干擾。電磁干擾產(chǎn)生的源頭分析如下①燈管燈管中的電流有兩種，一種為工頻電流，另一種為高頻電流 (2. 5MHz-3MHz)，高頻電流會(huì)分布在工頻電流的表面，高頻電流流動(dòng)軌跡穩(wěn)定。這樣不僅減 少了燈管的頻閃和眩光，而且對工頻電流有一定的約束作用，這樣燈管產(chǎn)生的電磁干擾比 傳統(tǒng)條件下產(chǎn)生的更低，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明這一點(diǎn)。②由于電感器Ll和電感器L2沒有氣隙，磁漏小，所以其電磁干擾不到傳統(tǒng)整流器 的電磁干擾的10%。③高頻電源發(fā)生電路F，此電路就是一個(gè)30W 50W的高頻電源電路，在該電路中 我們充分利用了電感器Li、電感器L2、功率因數(shù)補(bǔ)償電容Cl、濾波電容C2的濾波作用，電 感器Li、電感器L2、功率因數(shù)補(bǔ)償電容Cl、濾波電容C2的參數(shù)是按整流和功率因素校正的 要求來設(shè)計(jì)的，電容的參數(shù)要比設(shè)計(jì)濾波的要求大1000倍，電感的參數(shù)比設(shè)計(jì)濾波的要求 大50倍，其電磁干擾的抑制效果比濾波的設(shè)計(jì)要求高出100 200倍，完全可以滿足抑制 電磁干擾的要求。④在燈管的啟輝和正常照明過程中，燈管內(nèi)的自由電子數(shù)比現(xiàn)有其它技術(shù)產(chǎn)生的 自由電子數(shù)更有保障，這不僅解決了氣體放電燈的自熄現(xiàn)象，而且減少了電流的紋波系數(shù)， 也減少了電磁干擾。


圖1是本發(fā)明電路原理圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-輸入導(dǎo)線；2-電源殼；3-集成電路板；4-雙頻輸出導(dǎo)線；5-電源蓋；A、B為市電輸入端；C、D為雙頻電源輸出端；E為整流電感；F為高頻電源發(fā)生電 路；G為橋式整流器；H為開關(guān)晶體管；K為高頻變壓器；Cl為功率因數(shù)補(bǔ)償電容；C2、C5為 濾波電容；C3、C4均為功率耦合電容；C6為振蕩電容；Li、L2、L3均為電感器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說明書

本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述氣體放電燈的雙路異頻供電電源，由市電輸入導(dǎo)線1、電源殼2、集成 電路板3、雙頻輸出導(dǎo)線4和電源蓋5組成，所述集成電路板3包括功率因數(shù)補(bǔ)償電容Cl、 整流電感E、濾波電容C2和高頻電源發(fā)生電路F，整流電感E由電感器Li、電感器L2，電感 器Ll位于市電輸入端A和雙頻電源輸出端C之間，電感器L2位于市電輸入端B和雙頻電 源輸出端D之間，功率因數(shù)補(bǔ)償電容Cl位于市電輸入端A和市電輸入端B之間，濾波電容 C2位于電感器Ll的繞組線和電感器L2的繞組線之間；高頻電源發(fā)生電路F的輸入端接于 濾波電容C2兩端，高頻電源發(fā)生電路F的輸出端與雙頻電源輸出端C和雙頻電源輸出端D 相連，所述高頻電源發(fā)生電路F包括橋式整流器G、濾波電容C5、開關(guān)晶體管H、電感器L3、 振蕩電容C6、高頻變壓器K、功率耦合電容C3、C4，橋式整流器G的交流輸入接于濾波電容 C2的兩端，濾波電容C5接于橋式整流器G的直流輸出端之間，兩只開關(guān)晶體管H串聯(lián)后接 于橋式整流器G的直流輸出端之間，振蕩電容C6和電感器L3串聯(lián)后一端與兩只開關(guān)晶體 管H之間相連，另一端與高頻變壓器K相連。其工作過程如下工頻大電流電源市電從市電輸入端A、B經(jīng)電感器L2，電感器Ll限流后供給燈管兩端。高頻低電流電源從濾流電容C2兩端輸入工頻電，經(jīng)整流后變成直流電，再經(jīng)兩 只開關(guān)晶體管H變成高頻交流電，再經(jīng)高頻變壓器K變壓輸出高頻交流電，最后經(jīng)功率耦合 電容C3、C4耦合輸出。
權(quán)利要求
一種氣體放電燈的雙路異頻供電電源，其特征是它包括市電輸入導(dǎo)線(1)、電源殼(2)、集成電路板(3)、雙頻輸出導(dǎo)線(4)和電源蓋(5)，所述集成電路板(3)包括功率因數(shù)補(bǔ)償電容C1、整流電感E、濾波電容C2和高頻電源發(fā)生電路F，整流電感E由電感器L1和電感器L2組成，電感器L1位于市電輸入端A和雙頻電源輸出端C之間，電感器L2位于市電輸入端B和雙頻電源輸出端D之間，功率因數(shù)補(bǔ)償電容C1位于市電輸入端A和市電輸入端B之間，濾波電容C2位于電感器L1的繞組線和電感器L2的繞組線之間；高頻電源發(fā)生電路F的輸入端接于濾波電容C2的兩端，高頻電源發(fā)生電路F的輸出端與雙頻電源輸出端C和雙頻電源輸出端D相連，所述高頻電源發(fā)生電路F包括橋式整流器G、濾波電容C5、開關(guān)晶體管H、電感器L3、振蕩電容C6、高頻變壓器K、功率耦合電容C3、C4，橋式整流器G的交流輸入接于濾波電容C2的兩端，濾波電容C5接于橋式整流器G的直流輸出端之間，兩只開關(guān)晶體管H串聯(lián)后接于橋式整流器G的直流輸出端之間，振蕩電容C6和電感器L3串聯(lián)后一端與兩只開關(guān)晶體管H之間相連，另一端與高頻變壓器K相連。
全文摘要
一種氣體放電燈的雙路異頻供電電源，由功率因數(shù)補(bǔ)償電容C1、整流電感E、濾波電容C2和高頻電源發(fā)生電路F組成的工頻大電流電源和高頻低電流電源并聯(lián)為燈管供電，由于整流電感E不需要向燈管提供啟動(dòng)勵(lì)磁高壓，能選擇純電感整流器，在燈管正常照明時(shí)，其工作電壓接近市電電壓，從而提高了電能的利用率。高頻電源發(fā)生電路F在燈管啟輝和正常照明時(shí)，其功率均小于50W，將頻率設(shè)計(jì)為2.5MHz～3MHz更有利于燈管內(nèi)激發(fā)自由電子，這樣對提高光效和保護(hù)電極都有好處。整個(gè)電路的輸出功率通過電感器L1、電感器L2的大小調(diào)節(jié)來控制。采取了對稱設(shè)計(jì)，其目的是為了減少電磁干擾。
文檔編號(hào)H05B41/282GK101945522SQ20101026164
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者李建明, 李緒鵬 申請人:江蘇鑫田電子科技有限公司