CN101841965B - 一种氙气灯的电子镇流器及氙气照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电子镇流器设计技术领域，提供了一种氙气灯的电子镇流器，包括整流滤波单元，与所述整流滤波单元连接的功率因数校正单元，以及连接在功率因数校正单元和氙气灯之间的逆变单元，该电子镇流器还包括：根据氙气灯的供电通路反馈的电信号，控制逆变单元将经功率因数校正单元处理后输出的直流电逆变成氙气灯发光所需的交流电的脉冲集成控制单元，脉冲集成控制单元连接逆变单元，且脉冲集成控制单元由一开关电源芯片及开关电源芯片的外围电路构成。由于采用了开关电源芯片作为脉冲集成控制单元的处理核心，简化了电子镇流器的电路结构，降低了电子镇流器的成本。

Description

一种氙气灯的电子镇流器及氙气照明装置

技术领域

本发明属于电子镇流器设计技术领域，尤其涉及一种氙气灯的电子镇流器及氙气照明装置。 

背景技术

氙气灯(High Intensity Discharge，HID)是目前国际上广泛使用的一种高效光源。随着基础建设不断加大，HID灯的用量每年都有较大的增长，因此合理设计配套HID灯用的电器附件是非常重要的。 

现有技术提供的HID灯的电子镇流器需要配备有专门的脉冲产生器及驱动电路，该脉冲产生器及驱动电路通过产生PWM驱动信号，来驱动HID灯发光。该专门配备的脉冲产生器及驱动电路结构复杂，使得现有技术提供的HID灯的电子镇流器的成本较高。 

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种氙气灯的电子镇流器，旨在解决现有技术提供的氙气灯的电子镇流器需要配备有电路结构复杂的脉冲产生器及驱动电路，造成氙气灯的电子镇流器成本高的问题。 

本发明实施例是这样实现的，一种氙气灯的电子镇流器，包括对市电进行整流及滤波处理后，输出直流电的整流滤波单元，与所述整流滤波单元连接的、对所述整流滤波单元输出的所述直流电中的谐波电流进行功率因数校正处理的功率因数校正单元，以及连接在所述功率因数校正单元和氙气灯之间的逆变单元，所述电子镇流器还包括： 

根据所述氙气灯的供电通路反馈的电信号，控制所述逆变单元将经所述功 率因数校正单元处理后输出的直流电逆变成所述氙气灯发光所需的交流电的脉冲集成控制单元，所述脉冲集成控制单元连接所述逆变单元，且所述脉冲集成控制单元由一开关电源芯片及所述开关电源芯片的外围电路构成。 

所述开关电源芯片可以为电流型脉宽调制芯片U3842。 

上述氙气灯的电子镇流器中，所述外围电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6以及三极管Q1； 

电容C1连接在所述开关电源芯片的基准电压输出引脚和地之间，电容C2连接在所述开关电源芯片的定时引脚和地之间，电阻R1连接在所述基准电压输出引脚和定时引脚之间，外部电阻R2和电容C3分别连接在所述开关电源芯片的内部误差放大器的输出引脚和所述开关电源芯片的电压反馈输入引脚之间，电容C5连接在所述开关电源芯片的电流传感引脚和地之间，电阻R4和电阻R5串联连接在所述电流传感引脚和地之间，电阻R4与电阻R5连接的一端同时连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极通过电阻R3连接所述开关电源芯片的输出引脚，电容C4与电阻R3并联，三极管Q1的集电极顺次通过电容C6以及电阻R6连接一高电位，三极管Q1的集电极同时连接所述逆变单元。 

上述氙气灯的电子镇流器中，所述逆变单元包括由初级线圈和两个次级线圈构成的变压器T1、电阻R7、电阻R8、电容C7、电容C8、电容C9、三极管Q2、三极管Q3以及电感L4； 

所述初级线圈的一端连接高电位，所述初级线圈的另一端连接三极管Q1的集电极，一个次级线圈的一端通过电阻R7连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接所述功率因数校正单元，三极管Q2的发射极连接所述一个次级线圈的另一端，三极管Q2的发射极同时通过电感L4连接所述氙气灯的供电端；另一个次级线圈的一端通过电阻R8连接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极连接三极管Q2的发射极，三极管Q3的发射极连接所述另一个次级线圈的另一端，且三极管Q3的发射极接地；所述氙气灯的供电端通过电容C7接地， 所述氙气灯的接地端通过电容C9接地，所述氙气灯的供电端通过电容C8连接氙气灯的接地端。 

该逆变单元还可以包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4； 

所述一个次级线圈的一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接三极管Q2的基极，电阻R7是通过二极管D4连接三极管Q2的基极的，电阻R7连接二极管D4的阳极，二极管D4的阳极同时连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接所述功率因数校正单元，二极管D4的阳极同时连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接所述一个次级线圈的另一端。 

该逆变单元还可以包括二极管D6、二极管D7、二极管D8和二极管D9； 

所述另一个次级线圈的一端连接二极管D6的阳极，二极管D6的阴极连接三极管Q3的基极，电阻R8是通过二极管D8连接三极管Q3的基极的，电阻R8连接二极管D8的阳极，二极管D8的阳极连接二极管D7的阳极，二极管D7的阴极连接三极管Q3的集电极，二极管D8的阳极连接二极管D9的阴极，二极管D9的阳极连接所述另一个次级线圈的另一端。 

该逆变单元还可以包括二极管D5，二极管D5的阳极连接三极管Q2的发射极，二极管D5的阴极连接三极管Q2的集电极。 

该逆变单元还可以包括二极管D10，二极管D10的阳极连接三极管Q3的发射极，二极管D10的阴极连接三极管Q3的集电极。 

本发明实施例的另一目的在于提供一种氙气照明装置，其包括氙气灯，所述氙气照明装置还包括如上所述的氙气灯的电子镇流器。 

本发明实施例提供的氙气灯的电子镇流器由于采用了开关电源芯片作为脉冲集成控制单元的处理核心，简化了电子镇流器的电路结构，降低了电子镇流器的成本。 

附图说明

图1是本发明实施例提供的氙气灯的电子镇流器的原理结构框图； 

图2是图1中逆变单元及脉冲集成控制单元的电路图。 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

本发明实施例提供的氙气灯的电子镇流器中控制逆变单元对直流电进行逆变处理的脉冲集成控制单元由一开关电源芯片及其外围电路构成。 

图1是本发明实施例提供的氙气灯的电子镇流器的原理结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。 

本发明实施例提供的氙气灯的电子镇流器包括：对市电进行整流及滤波处理后，输出直流电的整流滤波单元11；对整流滤波单元11输出的直流电中的谐波电流进行功率因数校正处理的功率因数校正单元12，功率因数校正单元12连接整流滤波单元11；连接在功率因数校正单元12和氙气灯之间的逆变单元13；根据氙气灯的供电通路反馈的电信号，控制逆变单元13将经功率因数校正单元12处理后输出的直流电逆变成氙气灯发光所需的交流电的脉冲集成控制单元14，脉冲集成控制单元14连接逆变单元13。 

其中，脉冲集成控制单元14包括一开关电源芯片及其外围电路。由于该氙气灯的电子镇流器采用了开关电源芯片作为脉冲集成控制单元14的处理核心，简化了电子镇流器的电路结构，降低了电子镇流器的成本。 

图2示出了图1中逆变单元13及脉冲集成控制单元14的电路。 

脉冲集成控制单元14包括开关电源芯片U1及开关电源芯片U1的外围电路，该外围电路具体包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6以及三极管Q1。其中，电容C1连接在开关电源芯片U1的基准电压输出引脚Vref和地之间，电容C2连接在开关电源芯片U1的定时引脚RT/CT和地之间，电阻R1 连接在基准电压输出引脚Vref和定时引脚RT/CT之间，电阻R2和电容C3分别连接在开关电源芯片U1的内部误差放大器的输出引脚COM和开关电源芯片U1的电压反馈输入引脚Vfb之间，开关电源芯片U1的接地引脚GND接地，开关电源芯片U1的供电引脚VCC连接一辅助电源的正极，电容C5连接在开关电源芯片U1的电流传感引脚Isen和地之间，电阻R4和电阻R5串联连接在电流传感引脚Isen和地之间，电阻R4与电阻R5连接的一端同时连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极通过电阻R3连接开关电源芯片U1的输出引脚OUT，电容C4与电阻R3并联，三极管Q1的集电极顺次通过电容C6以及电阻R6连接一高电位，三极管Q1的集电极同时连接逆变单元13。其中的开关电源芯片U1可以采用现有的电流型脉宽调制芯片U3842，当然也可以采用其它具有脉宽调制功能的开关电源芯片。 

在具体实现时，由于脉冲集成控制单元14中的电容C4与电阻R3组成加速电路，用以加速三极管Q1的关断，因此，电容C4与电阻R3可省略。 

逆变单元13包括由初级线圈L1和两个次级线圈L2、L3构成的变压器T1、电阻R7、电阻R8、电容C7、电容C8、电容C9、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10、三极管Q2、三极管Q3以及电感L4。其中，初级线圈L1的一端连接高电位，初级线圈L1的另一端连接脉冲集成控制单元14，具体是连接三极管Q1的集电极，次级线圈L2的一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接三极管Q2的基极，次级线圈L2的一端同时通过电阻R7连接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极连接三极管Q2的基极，二极管D4的阳极同时连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接功率因数校正单元12，二极管D4的阳极同时连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接次级线圈L2的另一端，二极管D5的阳极连接三极管Q2的发射极，二极管D5的阴极连接三极管Q2的集电极，三极管Q2的集电极连接功率因数校正单元12，三极管Q2的发射极连接次级线圈L2的另一端，三极管Q2的发射极同时通过电感L4连接氙气灯的供电端；次级线圈L3的一端连接二极管D6的阳极，二极管D6的阴极连接三极管Q3的基极，次级线圈L3的一端同时通过电阻R8连接二极管D8的阳极，二极管D8的阴极连接三极管Q3的基极，二极管D8的阳极连接二极管D7的阳极，二极管D7的阴极连接三极管Q3的集电极，二极管D8的阳极连接二极管D9的阴极，二极管D9的阳极连接次级线圈L3的另一端，二极管D9的阳极接地，三极管Q3的集电极连接三极管Q2的发射极，三极管Q3的发射极连接次级线圈L3的另一端，且三极管Q3的发射极接地，二极管D10的阳极连接三极管Q3的发射极，二极管D10的阴极连接三极管Q3的集电极；氙气灯的供电端通过电容C7接地，氙气灯的接地端通过电容C9接地，氙气灯的供电端通过电容C8连接氙气灯的接地端，电感L4、电容C7、电容C8以及电容C9共同构成了一谐振网络。变压器T1中，初级线圈L1的一端、次级线圈L2的一端以及次级线圈L3的另一端为同名端。脉冲集成控制单元14中的电容C6以及电阻R6用以抑制变压器T1漏感引起的尖峰电压。 

在具体实现时，由于逆变单元13中的二极管D5和二极管D10均起到在三极管Q2和三极管Q3交替导通的瞬间的续流作用，以避免三极管Q2和三极管Q3在交替导通的瞬间由于反向导通而损坏，因此，二极管D5和/或二极管D10可省略。 

在具体实现时，由于逆变单元13中的二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4共同组成了该半桥逆变电路中一个桥臂的抗饱和网络，以使得三极管Q2在三极管Q2、三极管Q3的交替导通瞬间可以实现快速关断，因此，二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4中的一个或多个均可省略。当省略二极管D4时，次级线圈L2的一端是通过电阻R7直接连接三极管Q2的基极的。 

同样地，由于逆变单元13中的二极管D6、二极管D7、二极管D8和二极管D9共同组成了该半桥逆变电路中一个桥臂的抗饱和网络，以使得三极管Q3在三极管Q2、三极管Q3的交替导通瞬间可以实现快速关断，因此，二极管 D6、二极管D7、二极管D8和二极管D9中的一个或多个均可省略。当省略二极管D8时，次级线圈L3的一端是通过电阻R8直接连接三极管Q3的基极的。 

上述电路结构的电子镇流器在工作时，由开关电源芯片U1通过其电压反馈输入引脚Vfb接收氙气灯的供电通路反馈的电信号，例如，电压反馈输入引脚Vfb可以连接在变压器T1的初级线圈回路侧或次级线圈回路侧的任选采样点，以获得氙气灯的供电通路反馈的电信号，开关电源芯片U1同时通过电流传感引脚Isen接收三极管Q1在导通时反馈的工作电流，开关电源芯片U1根据电压反馈输入引脚Vfb接收到的电信号以及电流传感引脚Isen接收到的反馈的电流信号，通过输出引脚OUT具有相应占空比的PWM信号，该PWM信号控制三极管Q1的导通或截止。在三极管Q1的导通期间，二极管Q2导通，在三极管Q1的截止期间，三极管Q3导通，以实现三极管Q2和三极管Q3的交替导通，从而将功率因数校正单元12输出的直流电逆变成交流电，该交流电经谐波网络处理后，获得符合氙气灯发光条件的交流电，以驱动氙气灯发光。 

本发明实施例还提供了一种氙气照明装置，其包括氙气灯，以及一如上所述的氙气灯的电子镇流器。 

本发明实施例提供的氙气灯的电子镇流器由于采用了开关电源芯片作为脉冲集成控制单元的处理核心，简化了电子镇流器的电路结构，降低了电子镇流器的成本；再有，由二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4构成的抗饱和网络可以使得相应的桥臂在交替导通瞬间实现快速关断，同样地，由二极管D6、二极管D7、二极管D8和二极管D9构成的抗饱和网络可以起到同样的效果，从而提高了该电子镇流器的灵敏度；再有，二极管D5和二极管D10分别可以保护相应的三极管在交替导通瞬间不被反向电流烧毁，从而提高了该电子镇流器的可靠性。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种氙气灯的电子镇流器，包括对市电进行整流及滤波处理后，输出直流电的整流滤波单元，与所述整流滤波单元连接的、对所述整流滤波单元输出的所述直流电中的谐波电流进行功率因数校正处理的功率因数校正单元，以及连接在所述功率因数校正单元和氙气灯之间的逆变单元，其特征在于，所述电子镇流器还包括：

根据所述氙气灯的供电通路反馈的电信号，控制所述逆变单元将经所述功率因数校正单元处理后输出的直流电逆变成所述氙气灯发光所需的交流电的脉冲集成控制单元，所述脉冲集成控制单元连接所述逆变单元，且所述脉冲集成控制单元由一开关电源芯片及所述开关电源芯片的外围电路构成；

所述外围电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6以及三极管Q1；

电容C1连接在所述开关电源芯片的基准电压输出引脚和地之间，电容C2连接在所述开关电源芯片的定时引脚和地之间，电阻R1连接在所述基准电压输出引脚和定时引脚之间，外部电阻R2和电容C3分别连接在所述开关电源芯片的内部误差放大器的输出引脚和所述开关电源芯片的电压反馈输入引脚之间，电容C5连接在所述开关电源芯片的电流传感引脚和地之间，电阻R4和电阻R5串联连接在所述电流传感引脚和地之间，电阻R4与电阻R5连接的一端同时连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的基极通过电阻R3连接所述开关电源芯片的输出引脚，电容C4与电阻R3并联，三极管Q1的集电极顺次通过电容C6以及电阻R6连接一高电位，三极管Q1的集电极同时连接所述逆变单元。

2.如权利要求1所述的氙气灯的电子镇流器，其特征在于，所述开关电源芯片为电流型脉宽调制芯片U3842。

3.如权利要求1所述的氙气灯的电子镇流器，其特征在于，所述逆变单元包括由初级线圈和两个次级线圈构成的变压器T1、电阻R7、电阻R8、电容C7、电容C8、电容C9、三极管Q2、三极管Q3以及电感L4；

所述初级线圈的一端连接高电位，所述初级线圈的另一端连接三极管Q1的集电极，一个次级线圈的一端通过电阻R7连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接所述功率因数校正单元，三极管Q2的发射极连接所述一个次级线圈的另一端，三极管Q2的发射极同时通过电感L4连接所述氙气灯的供电端；另一个次级线圈的一端通过电阻R8连接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极连接三极管Q2的发射极，三极管Q3的发射极连接所述另一个次级线圈的另一端，且三极管Q3的发射极接地；所述氙气灯的供电端通过电容C7接地，所述氙气灯的接地端通过电容C9接地，所述氙气灯的供电端通过电容C8连接氙气灯的接地端。

4.如权利要求3所述的氙气灯的电子镇流器，其特征在于，所述逆变单元还包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4；

所述一个次级线圈的一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接三极管Q2的基极，电阻R7是通过二极管D4连接三极管Q2的基极的，电阻R7连接二极管D4的阳极，二极管D4的阳极同时连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接所述功率因数校正单元，二极管D4的阳极同时连接二极管D3的阴极，二极管D3的阳极连接所述一个次级线圈的另一端。

5.如权利要求3所述的氙气灯的电子镇流器，其特征在于，所述逆变单元还包括二极管D6、二极管D7、二极管D8和二极管D9；

所述另一个次级线圈的一端连接二极管D6的阳极，二极管D6的阴极连接三极管Q3的基极，电阻R8是通过二极管D8连接三极管Q3的基极的，电阻R8连接二极管D8的阳极，二极管D8的阳极连接二极管D7的阳极，二极管D7的阴极连接三极管Q3的集电极，二极管D8的阳极连接二极管D9的阴极，二极管D9的阳极连接所述另一个次级线圈的另一端。

6.如权利要求3所述的氙气灯的电子镇流器，其特征在于，所述逆变单元还包括二极管D5，二极管D5的阳极连接三极管Q2的发射极，二极管D5的阴极连接三极管Q2的集电极。

7.如权利要求3所述的氙气灯的电子镇流器，其特征在于，所述逆变单元还包括二极管D10，二极管D10的阳极连接三极管Q3的发射极，二极管D10的阴极连接三极管Q3的集电极。

8.一种氙气照明装置，其包括氙气灯，其特征在于，所述氙气照明装置还包括如权利要求1至7任一项所述的氙气灯的电子镇流器。

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