專(zhuān)利名稱(chēng)：高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，屬于電子鎮(zhèn)流器制造技術(shù)領(lǐng)域高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器一般含有電磁干擾濾波器、整流濾波器、有源功率因數(shù)校正電路、振蕩驅(qū)動(dòng)電路、功率輸出電路、諧振電路、控制保護(hù)電路和放電燈。專(zhuān)利號(hào)為96234453.2，名稱(chēng)為“高氣壓放電燈的電子鎮(zhèn)流器”和專(zhuān)利號(hào)為96240085.8，名稱(chēng)為“一種高強(qiáng)度氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器”分別公開(kāi)了目前常用的兩種氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，它們普遍存在著諧波含量高(導(dǎo)致功率因數(shù)下降)、保護(hù)措施不完善、線(xiàn)路復(fù)雜、可靠性低、自身功耗及溫升高等缺點(diǎn)，有的對(duì)金屬鹵化物燈還存在著嚴(yán)重的聲共振問(wèn)題。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種高功率因數(shù)、大功率、寬電壓適用范圍、全性能保護(hù)的高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器。
本實(shí)用新型的特征在于一種高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器含有電磁干擾濾波器、整流濾波器、有源功率因數(shù)校正電路、振蕩驅(qū)動(dòng)電路、功率輸出電路、諧振電路、控制保護(hù)電路和放電燈，其特征在于所述的電磁干擾濾波器1含有由電阻R6、鐵芯電感L3、電容C8、鐵芯電感L4、電容C9和對(duì)地濾波電容C10、C11組成的用于抑制差模和共模干擾的兩級(jí)復(fù)合的電感電容濾波電路以及與上述濾波電路并聯(lián)的用壓敏電阻R5組成的浪涌吸收器；所述的整流濾波器2含有二極管全波整流電路B1和輸出濾波電容C1；所述的有源功率因數(shù)校正電路3是一個(gè)由其輸入電容C1上的電壓供給的儲(chǔ)能電感L1、n溝道增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1、其腳5經(jīng)限流電阻R10和儲(chǔ)能電感L1的付邊輸出端相連、腳7接功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極、腳4接功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極和對(duì)地的采樣電阻R1、腳8與接于電容C1和地之間的由電阻R9和電容C13串聯(lián)組成的阻容分壓支路的中點(diǎn)相連并再反接一個(gè)整流二極管D3后與電感L1的付邊輸出端相連、腳3與接于電容和地之間的由電阻R7和由電阻R8、電容C12并聯(lián)組成的阻容濾波電路相串聯(lián)組成的阻容分壓、濾波電路的中點(diǎn)相連，腳1和腳2分別經(jīng)電阻R12、電容C14接地而腳6直接接地的用芯片MC34262構(gòu)成的控制芯片IC1、正端同時(shí)接功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極和電感L1的另一端而負(fù)端接由電阻R11、R12串聯(lián)后再并聯(lián)儲(chǔ)能電容C2的阻容濾波儲(chǔ)能電路的超快速軟恢復(fù)整流二極管D1以及上述儲(chǔ)能電容C2組成的升壓變壓器；所述的振蕩驅(qū)動(dòng)電路6由其腳7,5分別經(jīng)電阻R3、R4與功率場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3的柵極相連、腳2、3、4依次分別與由電阻R2、電容C6串聯(lián)組成的阻容振蕩電路的充、放電端和接地端相連的用芯片IR2155構(gòu)成的振蕩驅(qū)動(dòng)芯片IC2構(gòu)成；所述的功率輸出電路4是一個(gè)由漏極與整流二極管D1的負(fù)極相連而源極接芯片IC2的腳6的n溝道增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管Q2、漏極接芯片IC2的腳6而源極接地的另一個(gè)n溝道增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管Q3以及一端與電感L2相聯(lián)的電容C4組成的一個(gè)無(wú)輸出變壓器電路；所述的諧振電路5由另一端與芯片IC2的腳6相連的電感L2和接于電感L2和地之間的電容C3組成；所述的放電燈λ是接于電容C4另一端與地之間的；所述的控制保護(hù)電路7含有輸入端并聯(lián)有與儲(chǔ)能電感L1相藕合的電感線(xiàn)圈L5而輸出端同時(shí)并聯(lián)了儲(chǔ)能電容C16、濾波電容C17的二極管全波整流電路B2、并聯(lián)于上述電路B2的輸出對(duì)地端的由電阻R17和穩(wěn)壓二極管D6反向串聯(lián)而成的穩(wěn)壓支路、集電極同時(shí)接電阻R17和上述電路B2的輸出端、基極接穩(wěn)壓二極管D6的負(fù)極而發(fā)射極先正接二極管D2后與芯片IC2的腳8相連再接著經(jīng)電容C7后與芯片IC2的腳6相連且該發(fā)射極又直接與芯片IC2的腳1相接的開(kāi)關(guān)三極管Q5、漏極接開(kāi)關(guān)三極管Q5的基極、源極接地而櫥極對(duì)地并聯(lián)著電阻R18、電容C18的n溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Q4、正極接開(kāi)關(guān)三極管Q5的發(fā)射極并對(duì)地同時(shí)并聯(lián)著儲(chǔ)能電容C19和濾波電容C5、負(fù)極接場(chǎng)效應(yīng)管Q4的櫥極而控制極接放電燈λ的端電壓反饋電路的穩(wěn)壓二極管D5的正極的可控硅管D7以及由并聯(lián)于放電燈λ兩端的用R14、R15串聯(lián)組成的電阻分壓支路、并聯(lián)于電阻R15兩端的由正接的二極管D4和電阻R13相串接后再串接一個(gè)并聯(lián)有充放電電容C15的電阻R16的充放電支路與一個(gè)正接于可控硅管D7的控制極與電阻R13和電容C15連接點(diǎn)之間的穩(wěn)壓二極管D5共同組成的一個(gè)放電燈λ的端電壓反饋電路。
其詳情請(qǐng)見(jiàn)附圖。
實(shí)驗(yàn)證明本實(shí)用新型達(dá)到了予期目的。
為了在下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳盡描繪，現(xiàn)把本申請(qǐng)文件所使用的附圖名稱(chēng)及編號(hào)簡(jiǎn)介如下

圖1高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器的電路原理框圖；圖2高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器的電路原理圖。
實(shí)施例請(qǐng)見(jiàn)圖1～2。其中功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1～Q3均為IRFP450，二極管D1、D2分別為MUR460,MUR160。
二極管全波整流電路B1的輸出為峰值310伏的脈動(dòng)電壓，經(jīng)升壓變壓器后在儲(chǔ)能電容C2上的輸出為400伏直流高壓，紋波電壓小于2％。這是因?yàn)榭刂菩酒琁C1檢測(cè)到儲(chǔ)能電感L1上的脈動(dòng)電流后，便通過(guò)單推挽輸出腳7向功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極輸出高頻開(kāi)關(guān)控制用的矩形波電壓信號(hào)，使功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1高速開(kāi)關(guān)，從而使峰值電感電流嚴(yán)格按照正弦軌跡掃描，使整流管D1的導(dǎo)通角擴(kuò)展到十分接近于180度，從而使功率因數(shù)大于0.989，只要整流管D1采用開(kāi)關(guān)時(shí)間小于100ns的超快速軟恢復(fù)二極管便可適應(yīng)功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1的高速開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)，達(dá)到上述水平。同時(shí)，也大大提高了本電子鎮(zhèn)流器對(duì)電壓波動(dòng)的容忍度，即使電源電壓在120伏～265伏之間波動(dòng)時(shí)，它仍可正常工作。
振蕩驅(qū)動(dòng)電路6和功率輸出電路4共同組成了轉(zhuǎn)換器，以便把直流高壓轉(zhuǎn)換成大功率驅(qū)動(dòng)用的交變電壓信號(hào)經(jīng)功率場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極和Q3的漏極的連接點(diǎn)加到由電感L2和電容C3組成的串聯(lián)諧振電路去點(diǎn)燃?xì)怏w放電燈λ。功率場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3的柵極分別受振蕩驅(qū)動(dòng)電路腳7、腳5輸出的相互交替出現(xiàn)且時(shí)間間隔為1us的方波電壓信號(hào)所驅(qū)動(dòng)，同時(shí)又避免了功率場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3的共態(tài)導(dǎo)通。其中，電容C4的容量足夠大，對(duì)于交變信號(hào)可視為短路，以確保氣體放電燈λ有足夠的起燃電壓，同時(shí)也起隔直作用，以便在Q2截止，Q3導(dǎo)通時(shí)起直流電源的作用。由于是用振蕩驅(qū)動(dòng)芯片IC2直接驅(qū)動(dòng)功率場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3，故無(wú)需變壓器藕合，從而提高了電路的集成度和可靠性，改善了整機(jī)的性能指標(biāo)，使溫升大為降低。
諧振電路5由電感L2、電容C3串聯(lián)組成，由于就電容量而言，電容C4>>電容C3，對(duì)交變信號(hào)可視為短路，從而使氣體放電燈λ近似地與電容C3并聯(lián)。氣體放電燈λ在起輝以前，其等效阻抗很高，可達(dá)數(shù)百千歐以上，因此，諧振電路Q(chēng)值很高，電容C3及氣體放電燈λ兩端可獲得很高的串聯(lián)諧振電壓以利于起輝。當(dāng)諧振頻率fo與輸入信號(hào)頻率f相同時(shí)，其串聯(lián)諧振電壓值可接近輸入電壓的Q倍，此時(shí)，電感L2、電容C3中的電流也很大，當(dāng)然，氣體放電燈λ的類(lèi)型不同，其啟動(dòng)電壓的大小也應(yīng)有所區(qū)別。在放電燈λ啟動(dòng)后，其等效阻抗迅速降低，放電燈λ中出現(xiàn)小電流，諧波電路損耗加大，阻尼加大，Q值下降，它處于非諧振狀態(tài)，此時(shí)，放電燈λ與電感L2分壓，電容C3只起分流作用。
在控制保護(hù)電路7中，二極管全波整流電路B2的輸入來(lái)自于和儲(chǔ)能電感L1藕合的電感線(xiàn)圈L5，其輸出經(jīng)濾波后加到相串聯(lián)的電阻R17及穩(wěn)壓二極管D6上。在正常工作狀態(tài)下，放電燈λ的電壓為交變信號(hào)，經(jīng)二極管D4、電阻R13后向電容C15充電，同時(shí)，這交變信號(hào)也經(jīng)穩(wěn)壓二極管D5加到可控硅管D7的控制極，使其處于截止?fàn)顟B(tài)，但開(kāi)關(guān)三極管Q5是導(dǎo)通的，二極管全波整流電路B2可由此經(jīng)自舉二極管D2向電容C7充電并向芯片IC2的腳8供電。同時(shí)也向腳1直接供電。當(dāng)氣體放電燈λ處于開(kāi)路、短路和熱燈再起輝等異常狀態(tài)時(shí)，電容C15兩端電壓便升高，擊穿穩(wěn)壓二極管D5，使可控硅管D7導(dǎo)通，向電容C18充電，電壓達(dá)到閥值后，功率場(chǎng)效應(yīng)管Q4導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)三極管Q5截止使轉(zhuǎn)換器停止工作，從而有效地保護(hù)了電子鎮(zhèn)流器和氣體放電燈λ不受損壞；尤其是在熱燈再啟輝時(shí)，若連續(xù)高壓?jiǎn)?dòng)，并聯(lián)在氣體放電燈λ兩個(gè)電極之間的輔助電阻便會(huì)吸收很大功率，損壞電子鎮(zhèn)流器或氣體放電燈λ，因此，更需要保護(hù)電路動(dòng)作，關(guān)斷轉(zhuǎn)換器，使其延時(shí)等待。
由此可見(jiàn)，本實(shí)有新型的優(yōu)點(diǎn)在于1．從整體上把電子鎮(zhèn)流器與氣體放電燈λ作為一個(gè)系統(tǒng)加以研究，尤其注重兩者工作狀態(tài)的匹配。如它在采用高頻觸發(fā)、高頻工作狀態(tài)以縮短啟動(dòng)時(shí)間的同時(shí)，還使串聯(lián)諧振電路中的電感L2起鎮(zhèn)流作用，以便抑制當(dāng)氣體放電燈λ由輝光放電向弧光放電過(guò)渡時(shí)由于負(fù)阻特性而產(chǎn)生的最大啟動(dòng)電流。又如把轉(zhuǎn)換器的工作頻率選定在無(wú)聲共振區(qū)頻率窗口的中點(diǎn)附近，以有效地避免在高頻工作狀態(tài)下氣體放電燈λ內(nèi)產(chǎn)生的聲共振效應(yīng)，因非屬于本申請(qǐng)文件的范圍，不予詳述。
2．工作電壓范圍寬，在120伏～265伏交流電下均能長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。
3．在開(kāi)路、短路、熱燈再啟輝等異常狀態(tài)下均具有自恢復(fù)型全性能保護(hù)功能。
4．功率轉(zhuǎn)換效率高，可達(dá)95％以上，因而溫升低，大大提高了可靠性和元器件使用壽命。以250瓦電子鎮(zhèn)流器為例，總體溫升僅為10℃-15℃，遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)外大公司同類(lèi)產(chǎn)品指標(biāo)，如德國(guó)OSRAM公司70瓦鈉燈電子鎮(zhèn)流器溫升為28℃。
5．稍作調(diào)整便可適用于多種不同啟動(dòng)要求和不同燈口電壓的氣體放電燈λ，有利于組織多種規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)。
權(quán)利要求1．一種高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器含有電磁干擾濾波器、整流濾波器、有源功率因數(shù)校正電路、振蕩驅(qū)動(dòng)電路、功率輸出電路、諧振電路、控制保護(hù)電路和放電燈，其特征在于所述的電磁干擾濾波器(1)含有由電阻R6、鐵芯電感L3、電容C8、鐵芯電感L4、電容C9和對(duì)地濾波電容C10、C11組成的用于抑制差模和共模干擾的兩級(jí)復(fù)合的電感電容濾波電路以及與上述濾波電路并聯(lián)的用壓敏電阻R5組成的浪涌吸收器；所述的整流濾波器(2)含有二極管全波整流電路B1和輸出濾波電容C1；所述的有源功率因數(shù)校正電路(3)是一個(gè)由其輸入電容C1上的電壓供給的儲(chǔ)能電感L1、n溝道增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1、其腳5經(jīng)限流電阻R10和儲(chǔ)能電感L1的付邊輸出端相連、腳7接功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極、腳4接功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極和對(duì)地的采樣電阻R1、腳8與接于電容C1和地之間的由電阻R9和電容C13串聯(lián)組成的阻容分壓支路的中點(diǎn)相連并再反接一個(gè)整流二極管D3后與電感L1的付邊輸出端相連、腳3與接于電容和地之間的由電阻R7和由電阻R8、電容C12并聯(lián)組成的阻容濾波電路相串聯(lián)組成的阻容分壓、濾波電路的中點(diǎn)相連，腳1和腳2分別經(jīng)電阻R12、電容C14接地而腳6直接接地的用芯片MC34262構(gòu)成的控制芯片IC1、正端同時(shí)接功率場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極和電感L1的另一端而負(fù)端接由電阻R11、R12串聯(lián)后再并聯(lián)儲(chǔ)能電容C2的阻容濾波儲(chǔ)能電路的超快速軟恢復(fù)整流二極管D1以及上述儲(chǔ)能電容C2組成的升壓變壓器；所述的振蕩驅(qū)動(dòng)電路(6)由其腳7,5分別經(jīng)電阻R3、R4與功率場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3的櫥極相連、腳2、3、4依次分別與由電阻R2、電容C6串聯(lián)組成的阻容振蕩電路的充、放電端和接地端相連的用芯片IR2155構(gòu)成的振蕩驅(qū)動(dòng)芯片IC2構(gòu)成；所述的功率輸出電路(4)是一個(gè)由漏極與整流二極管D1的負(fù)極相連而源極接芯片IC2的腳6的n溝道增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管Q2、漏極接芯片IC2的腳6而源極接地的另一個(gè)n溝道增強(qiáng)型功率場(chǎng)效應(yīng)管Q3以及一端與電感L2相聯(lián)的電容C4組成的一個(gè)無(wú)輸出變壓器電路；所述的諧振電路(5)由另一端與芯片IC2的腳6相連的電感L2和接于電感L2和地之間的電容C3組成；所述的放電燈λ是接于電容C4另一端與地之間的；所述的控制保護(hù)電路(7)含有輸入端并聯(lián)有與儲(chǔ)能電感L1相藕合的電感線(xiàn)圈L5而輸出端同時(shí)并聯(lián)了儲(chǔ)能電容C16、濾波電容C17的二極管全波整流電路B2、并聯(lián)于上述電路B2的輸出對(duì)地端的由電阻R17和穩(wěn)壓二極管D6反向串聯(lián)而成的穩(wěn)壓支路、集電極同時(shí)接電阻R17和上述電路B2的輸出端、基極接穩(wěn)壓二極管D6的負(fù)極而發(fā)射極先正接二極管D2后與芯片IC2的腳8相連再接著經(jīng)電容C7后與芯片IC2的腳6相連且該發(fā)射極又直接與芯片IC2的腳1相接的開(kāi)關(guān)三極管Q5、漏極接開(kāi)關(guān)三極管Q5的基極、源極接地而柵極對(duì)地并聯(lián)著電阻R18、電容C18的n溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Q4、正極接開(kāi)關(guān)三極管Q5的發(fā)射極并對(duì)地同時(shí)并聯(lián)著儲(chǔ)能電容C19和濾波電容C5、負(fù)極接場(chǎng)效應(yīng)管Q4的柵極而控制極接放電燈λ的端電壓反饋電路的穩(wěn)壓二極管D5的正極的可控硅管D7以及由并聯(lián)于放電燈λ兩端的用R14、R15串聯(lián)組成的電阻分壓支路、并聯(lián)于電阻R15兩端的由正接的二極管D4和電阻R13相串接后再串接一個(gè)并聯(lián)有充放電電容C15的電阻R16的充放電支路與一個(gè)正接于可控硅管D7的控制極與電阻R13和電容C15連接點(diǎn)之間的穩(wěn)壓二極管D5共同組成的一個(gè)放電燈λ的端電壓反饋電路。
專(zhuān)利摘要高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器其特征在于:它含有電磁干擾濾波器、整流濾波器、以芯片MC34262為主并含有儲(chǔ)能電感、功率場(chǎng)效應(yīng)管、超快速軟恢復(fù)二極管、儲(chǔ)能電容的升壓變壓器、以芯片IR2155為主用以控制二個(gè)交替導(dǎo)通的場(chǎng)效應(yīng)管的振蕩驅(qū)動(dòng)和功率輸出電路、LC串聯(lián)諧振電路、放電燈和可控硅控制保護(hù)電路。它具有在高頻啟動(dòng)下最大啟動(dòng)電流小、功率轉(zhuǎn)換效率高、溫升低、工作電壓范圍寬、在開(kāi)路、短路、熱燈再起輝等狀態(tài)下可全性能保護(hù)以及適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05B41/24GK2333138SQ98204508
公開(kāi)日1999年8月11日 申請(qǐng)日期1998年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月12日
發(fā)明者孫多春, 王漣, 李璜 申請(qǐng)人:北京國(guó)際技術(shù)合作中心