CN101090594A - 一种高压气体放电灯高频电子镇流器线路 - Google Patents

Abstract

一HID灯电子镇流器由整流硅桥、PFC电路、负载电路、开关电路组成。整流硅桥输入端接低频交流电源。负载电路由电感L主线圈、辅助线圈，电容C6，电容C5，HID灯组成。当接通电源后，电路开始工作，负载电路自动产生高压将HID灯击穿。PFC电路用于效正输入功率因数。高频电子镇流线路为HID灯提供小幅高频功率波动以破坏HID灯产生的声振的条件，开关管Q1、Q2、电感L、电容C5组成一个半桥高频振荡线路。其中电感L、电容C5和电容C2组成受低频调制负载线路以产生小幅功率波动输出。

Description

一种高压气体放电灯高频电子镇流器线路

所属技术领域

本发明涉及一种高频电子镇流器线路。它提供给HID灯波动的工作功率，同时，提供一种简单的起辉点灯线路。

背景技术

高频电子镇流器在低压放电灯上已经被广泛应用。但是在高压放电灯上受到了许多限制，其主要原因是高压放电灯在某些频率上会产生声振现象，特别是金属卤化物灯其声振，范围大。目前对于此问题人们提出许多解决问题的方法，主要从两个方面考虑，一、选择不产生声振的频率作为镇流器的工作频率。二、使用波动的直流电源。这两种方法都受到不同程度的限制。使用第一种方法由于选择频率过高，在制造成本上受到限制，而且镇流器的自身损耗也增加了，同时还产生辐射问题。使用第二种方法由于PFC电路和高频电路互相干挠造成HID灯工作不太稳定。至于用低频镇流器，它的主要问题是自身损耗大，而且还需要配置点灯装置和功率因数补尝电容，成本比较高。

发明内容

本发明克服了上述高频电子镇流器的缺点，它不采用避开声振频率的方式，也不采用受调制直流电源作为镇流器电源，而采用固定电压的直流电源(PFC产生的直流电源)，使用负载参数受低频调制方式以达到HID灯输出受到小幅功率调制，促使HID灯的声振条件无法形成。本发明的技术方案是这样的：

整流硅桥输入接交流电，整流硅桥输出并接电容C1后接高功率因数电路输入。高功率因数电路的输出并接一电容C3，高功率因数电路正极接场效应管Q1的漏极和二极管D3的负极。场效应管Q1的源极分别接场效应管Q2的漏极、二极管D3的正极、二极管D4的负极、电容C4的一端、电感L的主线圈、辅助线圈的一端。场效管Q2的源极接地。二极管D4的正极与电容C4另一端相连并接地。电感的辅助线圈另一端接电容C6，电容C6的另一端接地。电感的主线圈另一端接灯的一端。灯的另一端接电容C5的一端，电容C5的另一端分别接二极管D1的负极、二极管D2的正极、电容C2的一端。二极管D2在负极接高功率输出的正极。二极管D1的正极接整流硅桥的正极，电容C2的另一端接地。

发明原理：

在本发明中(图2)：开关管Q1、Q2，电感L，HID灯R，电容C2、C5，二极管D1、D2 (D2可以省略)组成振荡线路。其中负载线路，由电感L，HID灯R，电容C5、C2，二极管D1、D2(D2可以省略)组成。当电容C2上有不同的电压时，C5与C2组成的等效电容参数就发生变化，其等效电容参数随着加在C2上的电压降低而减小，如果加在C2的电压等于零时，其等效电容参数为C2C5/(C2+C5)，当加在C2上的调制电压等于C3上的电压时，则其等效电容参数为C5。假设整流输出电压为零时，振荡电路谐振电容为C2C5/(C2+C5)，此时输出功率最大。当整流输出电压为交流电峰值时，此时负载输出功率最小，通过选择不同的C2和C5的比值，可以得到不同程度调幅功率。图2的点灯工作原理如下：PFC电路提供稳定直流电压输出，初始点灯信号是这样，当电源接通，Q1导通时，电流通过Q1、电感辅助线圈向电容C6充电，由于电感辅助线圈匝数较少，主线圈匝数较多，因此，在电感的主线圈形成高压。同样，当Q2导通时，电容C6的电能通过电感L辅助线圈通过Q2放电，这时也在电感主线圈上也形成高压，这样电感主线圈不断地形成高压加在灯管两端，使灯被击穿。当灯被击穿后，振荡线路开始工作，当开关管Q1导通时，电流通过Q1、电感L的辅助线路圈给电容C6充电。同时电流通过Q1、L、HID灯R和电容C5给电容C2充电且当C2的电压高于或等于C3的电压，电流直接通过二极D2流回电容C3。当开关管Q1截止时，由于电感L(主线圈)上的电流不能突变，C6上的电能通过电感L的辅助线圈给电感L(主线圈)继流，同由于电感L的辅助线圈较少，因此关断瞬时辅助线圈上的电压很小且电容C6的电压不能突变，这样使得开关管Q1两端电压很小。当Q2导通时，电流通过电感L的辅助线圈、开关管Q2放电。同时，电容C2上的电荷电容C5，HID灯R，电感L(主级线圈)，开关管Q2。当开关管Q2截止时，电感L(主线圈)上电流不能突变，电感主线圈上的电能通过电感辅助线圈给电容C6充电。由于电感L辅助线圈匝数少且电容C6上的电压为零，而电容C6上的电压不能突变，使得开关管Q2两端的电压接近于零。这样开关线路实现了零电压关断。振荡信号控制线路通过控制开关管Q1、Q2、HID灯R得到小幅调制的高频电能。灯启辉线路还可用其他高频电子镇流器已有的启辉线路。高频镇流器控制电路可以是ST公司专用IC L6569，L6571等一系列镇流器控制电路IC以相应的外围线路，也可用微处理控制器加场效应管半桥驱动器组成。针对金卤灯共振区域大在情况，本发明控制采用不同频率轮换点灯(一般可以采用三四个频率轮换点灯即可以有效地抑制声振)。对于钠灯只要用单一频率就可以满足点灯要求。

线路附图说明：

图1是本发明的工作原理图。

图2是本发明的一种实施方案。

图3是本发明的另一种负载线路实施方案。

图3方案负载电路连接如下：

电感L1的主线圈一端接二极管D1的负极、二极管D2的正极。L1的另一端接HID灯一端，HID灯的另一端接电容C15的一端。电容C15的另一端接电感L1的辅助线圈的一端，并一同连接到开关管Q1的源极、开关管Q2的漏极。电感L1辅助线圈的另一端接电容C16，电容C16的另一端接地。

图3负载电路的工作原理与图2方案中的负载电路工作原理相同。

Claims (8)

1.高压气体放电灯电子镇流器电路，其特征在于：包括整流硅桥B，PFC电路，二极管D1、D2、D3、D4，电容C1、C2、C3、C4，开关管Q1、Q2，负载电路。其中整流硅桥B输入接交流电源，输出并接第一电容C1。

第一电容C1并接在整流硅桥输出且与PFC功率校正电路输入相连。

PFC电路输入连接整流硅桥输出，其输出正极接开关管Q1的漏极、二极管D2的负极、二极管D3的负极。

第三个电容C3并接在PFC输出两端。

第一开关管Q1漏极接PFC输出正极，源极接开关管Q2的漏极、二极管D3的正极、二极管D4的负极、电容C4的一端之及负载电路。

第二开关管Q2的漏极接第一开关管Q1的源极，源极接电容C4的另一端、二极管D4的正极、PFC电路输出的负极。

第三二极管D3的正极接开关管Q1的源极，负极接开关管Q1的漏极。

第四二极管D4的正极接开关Q2的源极，负极接开关管Q2的漏极。

第四电容C4一端接开关管Q1的源极及开关管Q2的漏极，另一端接PFC电路输出的负极。

第一二极管D1正极接整流硅桥输出的正极，负极接电容C2的一端，负载电路的另一端、第二二极管D2的正极。

第二二极管D2的正极接第一二极管D1的负极，负极接PFC输出的正极。

第二电容C2一端接第一二极管D1的负极，另一端接整流硅桥输出的负极。

负载电路一端接第一二极管D1的负极、第二二极管D2的正极及电容C2的一端，负载电路的另一端接开关管Q1的源极及开关管Q2的漏极。

2.根据权利要求1，其特征是负载电路包括电容C5、HID灯、电感L的主线圈、电感L的辅助线圈电容C6。

其中电容C5的一端接二极管D1的负极、第二二极管D2的正极及电容C2的一端，另一端接HID灯的一端。

HID灯的另一端接电感L的主线圈。

电感L主线圈的另一端与电感L的辅助线圈的一端相连并接到开关管Q1的源极及开关管Q2的漏极。

电感L的辅助线圈的另一端接电容C6的一端。

电容C6的另一端接整流硅桥的负极。

3.根据权利要求1，其特征是负载电路包括电容C15、HID灯、电感L1的主线圈、电感L1的辅助线圈电容C16。其中电感L1主线圈一端接到二极管D1的负极、二极管D2的正极。电感L1的主线圈另一端接HID灯R，HID灯R另一端接电容C15。电容C15的另一端接电感L1的辅助线圈一端并一同接到开关管Q1的源极及开关管Q2的漏极。电感L1的辅助线圈另一端接电容C16，电容C16的另一端接地。

4.根据权利要求1，其特征是负载电路可以采用其它高频电子镇流器负载电路的一种。

5.根据权利要求1，其特征是电容C4的作用是给当开关管Q1关断时给电感L主线圈继流，同时降低开关管Q1、Q2关断时的管压。采用本发明的负载电路C4可以省略。

6.根据权利要求1和根据权利要求2其特征是电容C6及电感辅助线圈的作用是：一、开始点灯时，开关管Q1、Q2开通时，电流通过电感L的辅助线圈向电容C6充电、放电，在主线圈上形成高压使HID灯击穿。二，当开关管Q1、Q2关断时给电感L主线圈继流，使开关管Q1、Q2关断时，开关管两端基本处于零电压状态。

7.根据权利要求2，其特征是第二个二极管D2可以不接。

8.根据权利要求2，其特征是振荡控制线路可以用微处理控制器和半桥场效应管驯动器件组成，或高频镇流器控制线路组成。振荡信号可以根据不同的需要用多频率轮换点灯或用单频率点灯。