CN102006708A - 一种带新型辅助绕组并联点火电路结构的电子镇流器 - Google Patents
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Abstract
一种带新型辅助绕组并联点火电路结构的电子镇流器，包括依次级联连接的输入滤波器、DC-DC反激变换器、DC-AC全桥逆变电路，所述输入滤波器的前端连接有蓄电池，所述DC-AC全桥逆变电路上并联连接有续弧电路及辅助绕组并联点火电路；所述辅助绕组并联点火电路包括辅助绕组倍压电路、升压电路、阻隔高压二极管、继电器，所述辅助绕组倍压电路的输出端连接有续弧电路及升压电路，所述升压电路与阻隔高压二极管及高压气体放电灯并联，所述高压气体放电灯与继电器并联。本发明的有益效果：提升击穿电压值，保证一次点火成功率；减小了高压点火线圈的体积，可以有效的提高电子镇流器整机的效率以及工作的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高压气体放电灯的带新型辅助绕组并联点火电路结构的电子镇流器。
背景技术
高压气体放电灯电子镇流器包括高压点火电路与稳态电源供应电路，点火电路与稳态电源供应电路一般可以采用串联与并联方式。稳态电源供应电路包括直流升压电路和全桥逆变电路。点火电路的高压发生电路一般有单级升压电路、双级升压电路。
串联的单级升压电路，如图1所示，此电路一般要求匝比很高，因高压线圈流过灯电流，所用导线不能太细，这样会使高压变压器体积做的很大。
并联的单级升压电路，如图2所示，可将高压侧线圈导线做的很细，但灯需要串联另外的镇流电感，这样电子镇流器系统的体积也会很大。
双级升压电路，如图3所示，在产生高压的同时，高压侧绕组起到电子镇流器电感的作用，可降低系统的体积和重量。采用在前级反激变压器的副边加辅助绕组的办法，但增加了反激变压器的体积和制作难度。
为了能减小变压器体积，又能产生高压，现有点火电路采用倍压串联点火电路结构，如图4所示。采用倍压串联点火电路的电子镇流器包括输入滤波器、反激变换器、续弧电路、全桥逆变电路、倍压电路、串联结构点火电路，利用反激变换器输出级倍压整流电路，只使用了一级升压变压器，可降低变压器的匝比，不会增加变压器的体积。但在对高压气体放电灯每次进行高压点火时和启动过程中，都会使得灯管两个电极中的一个电极固定为阳极，另一个电极固定为阴极，这样的高压点火电路结构和启动过程，会使得高压气体放电灯的使用寿命大大降低，而且点火电路效率低。
发明内容
本发明要解决现有电子镇流器的倍压串联式点火电路存在效率低的问题，提供了一种效率高、结构简凑的带新型辅助绕组并联点火电路结构的电子镇流器。
本发明的技术方案：
一种带新型辅助绕组并联点火电路结构的电子镇流器，包括依次级联连接的用于隔断蓄电池与本装置之间的高频干扰的输入滤波器、用于把输入为蓄电池等级的直流电压升高的DC-DC反激变换器、用于把高压直流电变换为高压方波电压的DC-AC全桥逆变电路，所述输入滤波器的前端连接有蓄电池，其特征在于：所述DC-AC全桥逆变电路上并联连接有当高压气体放电灯的两个电极被击穿时，短暂地为高压气体放电灯提供能量的续弧电路及辅助绕组并联点火电路；所述辅助绕组并联点火电路包括辅助绕组倍压电路、升压电路、阻隔高压二极管、继电器，所述辅助绕组倍压电路的输出端连接有续弧电路及升压电路，所述升压电路与阻隔高压二极管及高压气体放电灯并联，所述高压气体放电灯与继电器并联；
所述辅助绕组并联点火电路，用于产生击穿高压气体放电灯两个电极的高压，所述阻隔高压二极管用于防止点火时刻高的电压把续弧电路、辅助绕组倍压电路、DC-AC全桥逆变电路的元件烧坏，所述继电器用于维持高压气体放电灯的正常发光；
所述辅助绕组倍压电路包括第三电容，所述第三电容的第一端与DC-DC反激变换器的输出端第一二极管的阳极及辅助绕组的第一端相连，所述辅助绕组的第一端与DC-DC反激变换器的第一绕组的第一端是同名端，所述辅助绕组的第二端与第二二极管的阳极相连，所述第二二极管的阴极与第三电容的第二端、阻隔高压二极管的阳极、升压电路及续弧电路相连。
进一步，所述续弧电路包括并联的第一电阻和第三二极管，第三二极管的阴极和第一电阻的并联端与存储能量的第四电容第一端相连，所述第四电容第二端与第二电阻第一端相连，所述第二电阻第二端连接在辅助绕组倍压电路的输出端。
进一步，所述升压电路包括限流电阻，所述限流电阻第一端与辅助绕组倍压电路的输出端相连，所述限流电阻的第二端与点火电容器第一端及气体放电管第一端相连，所述点火电容器第二端接地，所述气体放电管的第二端与点火变压器的低压侧第一端相连，所述点火变压器的高压侧第一端与阻隔低频电容的第一端相连，所述阻隔低频电容的第二端与高压气体放电灯的第一端及继电器的一端相连，所述高压气体放电灯的第二端与点火变压器的高压侧第二端及DC-AC全桥逆变电路的第三电感相连，所述继电器的另一端与DC-AC全桥逆变电路的第二电感相连。
高压气体放电灯的启动过程从暂态至稳态共分为电压击穿、辉光放电、辉光转弧光放电、弧光放电（稳态工作）等四个阶段，如图5所示具体状态过渡过程。暂态时间的长短与辉光转弧光阶段供给灯管的功率大小有关，若于辉光转弧光期间加一较大的功率给灯管，将使得灯管温度上升的速度加快，而缩短了高压气体放电灯的暂态时间，使灯管能较快的进入稳态工作。
启动期间，电子镇流器要经历高压击穿、电流接续、预热维弧3个阶段。高压启动电路是高压气体放电灯能否瞬间点亮的基础。但辉光放电后惯性和滤波电路的延迟使直流变换器和检测回路很难有较快的响应速度，所以电子镇流器里面要包含电流接续(take-over)电路，它将电容预先储存的能量为灯提供一较大的瞬间电流，保证辉光到弧光的可靠过渡。
本发明工作过程描述如下：在启动阶段，控制程序对全桥逆变电路的母线电容的端电压进行恒压闭环。辅助绕组倍压电路的输出端通过限流电阻给升压电路的点火电容器充电，当点火电容器两端的电压值到达气体放电管的击穿电压后，点火电容器通过点火变压器的低压侧放电，同时把能量传递到高压侧。由点火变压器高压绕组、阻隔低频电容器、高压气体放电灯组成闭环回路，高压气体放电灯的上端电极承受正的高压，使得高压气体放电灯击穿。
续流阶段，续弧电路、阻隔高压二极管、高压气体放电灯组成的回路来使得高压气体放电灯达到维弧的功能。
当高压气体放电灯进入辉光转弧光以及弧光放电阶段后，通过程序控制把继电器闭合，这样就可以在灯管两端得到几百Hz的交流电，维持高压气体放电灯的正常发光。
本发明的辅助绕组并联点火电路结构的高压气体放电灯电子镇流器，在没有增加电路复杂程度的基础上，通过选取合理的电子元件和连接方式，容易地实现了提升点火的电压值。因为改进后的电子镇流器，可以使得辅助绕组的输出电压与地之间的高压来实现高压气体放电灯的点火功能。
本发明的新型辅助绕组并联点火电路结构中，利用一路辅助绕组、高压电容器、阻隔高压二极管、继电器和阻隔低频电容器，把续流电路从反激输出端转移到了辅助绕组电路的输出端，这样有效地提高了续流电路的维弧能力，提高了电子镇流器的一次点火成功率。
本发明的有益效果：一是可以提升击穿电压值，保证一次点火成功率；二是可以使得高压点火线圈高压侧采用较细的绕组，减小了高压点火线圈的体积，同时可以使得高压点火线圈在完成电压击穿任务后，退出工作，可以有效的提高电子镇流器整机的效率以及工作的可靠性。
附图说明
图1为高压气体放电灯与点火线圈高压侧相串联的结构示意图。
图2为高压气体放电灯与点火线圈高压侧相并联的结构示意图。
图3为高压气体放电灯的两级升压点火电路的结构示意图。
图4为现有倍压串联式点火电路原理图。
图5为高压气体放电灯从电极被击穿到恒功率稳态工作的暂态过渡过程示意图。
图6为本发明的电路原理图。
具体实施方式
参照图6，一种带新型辅助绕组并联点火电路结构的电子镇流器，包括依次级联连接的用于隔断蓄电池1与本装置之间的高频干扰的输入滤波器2、用于把输入为蓄电池1等级的直流电压升高的DC-DC反激变换器4、用于把高压直流电变换为高压方波电压的DC-AC全桥逆变电路6，所述输入滤波器2的前端连接有蓄电池1，所述DC-AC全桥逆变电路6上并联连接有当高压气体放电灯31的两个电极被击穿时，短暂地为高压气体放电灯31提供能量的续弧电路5及辅助绕组并联点火电路3；所述辅助绕组并联点火电路3包括辅助绕组倍压电路、升压电路、阻隔高压二极管D4、继电器32，所述辅助绕组倍压电路的输出端连接有续弧电路5及升压电路，所述升压电路与阻隔高压二极管D4及高压气体放电灯31并联，所述高压气体放电灯31与继电器32并联；
所述辅助绕组并联点火电路3，用于产生击穿高压气体放电灯31两个电极的高压，所述阻隔高压二极管D4用于防止点火时刻高的电压把续弧电路5、辅助绕组倍压电路、DC-AC全桥逆变电路6的元件烧坏，所述继电器32用于维持高压气体放电灯31的正常发光；
所述辅助绕组倍压电路包括第三电容C3，所述第三电容C3的第一端与DC-DC反激变换器4输出端的第一二极管D1的阳极及辅助绕组Ns2的第一端相连，所述辅助绕组Ns2的第一端与DC-DC反激变换器4的第一绕组Np的第一端是同名端，所述辅助绕组Ns2的第二端与第二二极管D2的阳极相连，所述第二二极管D2的阴极与第三电容C2的第二端、阻隔高压二极管D4的阳极、升压电路及续弧电路5相连。
所述续弧电路5包括并联的第一电阻R1和第三二极管D3，第三二极管D3的阴极和第一电阻R1的并联端与存储能量的第四电容C4第一端相连，所述第四电容C4第二端与第二电阻R2第一端相连，所述第二电阻R2第二端连接在辅助绕组倍压电路的输出端。
所述升压电路包括限流电阻R3，所述限流电阻R3第一端与辅助绕组倍压电路的输出端相连，所述限流电阻R3的第二端与点火电容器C5第一端及气体放电管S.G第一端相连，所述点火电容器C5第二端接地，所述气体放电管S.G的第二端与点火变压器T2的低压侧第一端相连，所述点火变压器T2的高压侧第一端与阻隔低频电容C6的第一端相连，所述阻隔低频电容C6的第二端与高压气体放电灯31的第一端及继电器32的一端相连，所述高压气体放电灯31的第二端与点火变压器T2的高压侧第二端及DC-AC全桥逆变电路6的第三电感L3相连，所述继电器32的另一端与DC-AC全桥逆变电路6的第二电感L2相连。
高压气体放电灯的启动过程从暂态至稳态共分为电压击穿、辉光放电、辉光转弧光放电、弧光放电（稳态工作）等四个阶段，如图5所示具体状态过渡过程。暂态时间的长短与辉光转弧光阶段供给灯管的功率大小有关，若于辉光转弧光期间加一较大的功率给灯管，将使得灯管温度上升的速度加快，而缩短了高压气体放电灯的暂态时间，使灯管能较快的进入稳态工作。
启动期间，电子镇流器要经历高压击穿、电流接续、预热维弧3个阶段。高压启动电路是高压气体放电灯能否瞬间点亮的基础。但辉光放电后惯性和滤波电路的延迟使直流变换器和检测回路很难有较快的响应速度，所以电子镇流器里面要包含电流接续(take-over)电路，它将电容预先储存的能量为灯提供一较大的瞬间电流，保证辉光到弧光的可靠过渡。
本发明工作过程描述如下：在启动阶段，控制程序对全桥逆变电路6的母线电容的端电压进行恒压闭环。辅助绕组倍压电路的输出端通过限流电阻R3给升压电路的点火电容器C5充电，当点火电容器C5两端的电压值到达气体放电管S.G的击穿电压后，点火电容器C5通过点火变压器T2的低压侧放电，同时把能量传递到高压侧。由点火变压器T2高压绕组、阻隔低频电容器C6、高压气体放电灯31组成闭环回路，高压气体放电灯的上端电极承受正的高压，使得高压气体放电灯击穿。
续流阶段，续弧电路5的能量存储电容C4通过由第三二极管D3、第二电阻R2、阻隔高压二极管D4、高压气体放电灯31、DC-AC全桥逆变电路6的第三电感L3以及S4组成的回路来使得高压气体放电灯达到维弧的功能。
当高压气体放电灯进入辉光转弧光以及弧光放电阶段后，通过程序控制把继电器闭合，这样就可以在灯管两端得到几百Hz的交流电，维持高压气体放电灯的正常发光。
本发明的辅助绕组并联点火电路结构的高压气体放电灯电子镇流器，在没有增加电路复杂程度的基础上，通过选取合理的电子元件和连接方式，容易地实现了提升点火的电压值。因为改进后的电子镇流器，可以使得辅助绕组Ns2的输出电压与地之间的高压来实现高压气体放电灯的点火功能。
本发明的新型辅助绕组并联点火电路3结构中，利用一路辅助绕组Ns2、第三电容器C3、阻隔高压二极管D4、继电器和阻隔低频电容器C6，把续流电路5从反激输出端转移到了辅助绕组电路的输出端，这样有效地提高了续流电路5的维弧能力，提高了电子镇流器的一次点火成功率。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (3)
1.一种带新型辅助绕组并联点火电路结构的电子镇流器，包括依次级联连接的用于隔断蓄电池与本装置之间的高频干扰的输入滤波器、用于把输入为蓄电池等级的直流电压升高的DC-DC反激变换器、用于把高压直流电变换为高压方波电压的DC-AC全桥逆变电路，所述输入滤波器的前端连接有蓄电池，其特征在于：所述DC-AC全桥逆变电路上并联连接有当高压气体放电灯的两个电极被击穿时，短暂地为高压气体放电灯提供能量的续弧电路及辅助绕组并联点火电路；所述辅助绕组并联点火电路包括辅助绕组倍压电路、升压电路、阻隔高压二极管、继电器，所述辅助绕组倍压电路的输出端连接有续弧电路及升压电路，所述升压电路与阻隔高压二极管及高压气体放电灯并联，所述高压气体放电灯与继电器并联；
所述辅助绕组并联点火电路，用于产生击穿高压气体放电灯两个电极的高压，所述阻隔高压二极管用于防止点火时刻高的电压把续弧电路、辅助绕组倍压电路、DC-AC全桥逆变电路的元件烧坏，所述继电器用于维持高压气体放电灯的正常发光；
所述辅助绕组倍压电路包括第三电容，所述第三电容的第一端与DC-DC反激变换器的输出端第一二极管的阳极及辅助绕组的第一端相连，所述辅助绕组的第一端与DC-DC反激变换器的第一绕组的第一端是同名端，所述辅助绕组的第二端与第二二极管的阳极相连，所述第二二极管的阴极与第三电容的第二端、阻隔高压二极管的阳极、升压电路及续弧电路相连。
2.根据权利要求1所述的一种带新型辅助绕组并联点火电路结构的电子镇流器，其特征在于：所述续弧电路包括并联的第一电阻和第三二极管，第三二极管的阴极和第一电阻的并联端与存储能量的第四电容第一端相连，所述第四电容第二端与第二电阻第一端相连，所述第二电阻第二端连接在辅助绕组倍压电路的输出端。
3.根据权利要求1或2所述的一种带新型辅助绕组并联点火电路结构的电子镇流器，其特征在于：所述升压电路包括限流电阻，所述限流电阻第一端与辅助绕组倍压电路的输出端相连，所述限流电阻的第二端与点火电容器第一端及气体放电管第一端相连，所述点火电容器第二端接地，所述气体放电管的第二端与点火变压器的低压侧第一端相连，所述点火变压器的高压侧第一端与阻隔低频电容的第一端相连，所述阻隔低频电容的第二端与高压气体放电灯的第一端及继电器的一端相连，所述高压气体放电灯的第二端与点火变压器的高压侧第二端及DC-AC全桥逆变电路的第三电感相连，所述继电器的另一端与DC-AC全桥逆变电路的第二电感相连。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110406 |