发明内容
鉴于现有技术存在的上述缺陷,本发明提供一种性能优的高压钠灯用的LC电感电容镇流器。
为了解决上述的技术缺陷,本发明采取以下的技术方案:一种高压钠灯NG用的LC电感电容镇流器,包括电感镇流器L、电容器C、继电器J,其特征是所说的电容器C的两端至少接有一路由电容C21和开关K21的串联电路。
所说的高压钠灯NG的两端并联接有开关K21状态转换的电路,该状态转换电路包括取样电路、驱动电路、供电电路、驱动和状态转换的执行电路。
所说的电感镇流器L的第1端接有开关KB1,电感镇流器L的第2端接有开关KB2,电感镇流器L的第3端接有开关K14和开关K15,开关KB1、开关KB2的另一端相互连接后与开关K13、电容器C的公共端A2相连,而开关K14的另一端与单向元件D11的正极以及取样电路的B1端子相连,开关K15的另一端与取样电路的B2端子相连。
所说的取样电路包括:
单向元件D11、电阻R11、R12、R13、电容C31,所述的单向元件D11、电阻R11、R12、R13相互串联接在高压钠灯NG的两端,电容C31则并联接在R13的两端。
驱动电路包括:
输出驱动信号元件NA1和基准元件W1,所述的输出驱动信号的元件NA1的负极和基准元件W1的负极相互串联后并联接在电容C31和电阻R13的两端。
供电电路包括:
电容降压元Ca11、电阻Ra1,整流元件Da11、Da12,稳压元件Wa1,滤波元件Ca12,所述的Ca11与Ra1并联后一端接电源输入端L,另一端同Da11的负极和Da12的正极相接,Wa1的负极、Ca12的正极与Da12相连接,Da11的正极、Wa1的正极、Ca12的负极同电源输入端N相连接。
驱动和状态转换的执行电路包括:
接收驱动信号元件NB1和电阻R14,驱动元件VS1,状态转换执行元件J21、D12,所述的接收驱动信号元件NB1同电阻R14串联后一端接供电电路的DC端点,另一端接所述驱动元件VS1的控制极,所述的状态转换执行元件J21与D12并联后一端接供电电路的DC端点,另一端接所述驱动元件VS1的阳极,而所述驱动元件VS1的阴极则与端点N连接。
所说的电容器C与电容C21和开关K21的并联回路的两端A1和A2接有电容C22和开关K22的串联电路。
在B1和N的两个端点之间,并联接有开关K22状态转换的电路,该状态转换的电路包括取样电路、驱动电路、驱动电路和状态转换的执行电路,其取样电路包括:
单向元件D12、电阻R21、R22、R23、电容C32,所述的单向元件D12、电阻R21、R22、R23相互串联接在B1和N的两端,电容C32则并联接在R23的两端。
其驱动电路包括:
输出驱动信号元件NA2和基准元件W2,所述的输出驱动信号的元件NA2的负极和基准元件W2的负极相互串联后并联接在电容C32和电阻R23的两端。
其驱动电路和状态转换的执行电路包括:
接收驱动信号元件NB2和电阻R24,驱动元件VS2,状态转换执行元件J22、D22,所述的接收驱动信号元件NB2同电阻R24串联后一端接供电电路的DC端点,另一端接所述驱动元件VS2的控制极,所述的状态转换执行元件J22与D22并联后一端接供电电路的DC端点,另一端接所述驱动元件VS2的阳极,而所述驱动元件VS2的阴极则与端点N连接。
所说的电容器C与电容C21和开关K21的并联回路的两端A1和A2接有电容C23和开关K23的串联电路。
在B1和N的两个端点之间,并联接有开关K23状态转换的电路,该状态转换的电路包括:
取样电路、驱动电路、驱动电路和状态转换的执行电路。
其取样电路包括:
单向元件D13、电阻R31、R32、R33、电容C33,所述的单向元件D13、电阻R31、R32、R33相互串联接在B1和N的两端,电容C33则并联接在R33的两端。
其驱动电路包括:
输出驱动信号元件NA3和基准元件W3,所述的输出驱动信号的元件NA3的负极和基准元件W3的负极相互串联后并联接在电容C33和电阻R33的两端。
其驱动电路和状态转换的执行电路包括:
接收驱动信号元件NB3和电阻R34,驱动元件VS3,状态转换执行元件J23、D32,所述的接收驱动信号元件NB3同电阻R34串联后一端接供电电路的DC端点,另一端接所述驱动元件VS3的控制极,所述的状态转换执行元件J23与D32并联后一端接供电电路的DC端点,另一端接所述驱动元件VS3的阳极,而所述驱动元件VS3的阴极则与端点N连接。
所说的电容器C与电容C21和开关K21的并联回路的两端A1和A2接有电容C24和开关K24的串联电路。
在B2和N的两个端点之间,并联接有开关K24状态转换的电路,该状态转换的电路包括:取样电路、驱动电路、驱动电路和状态转换的执行电路。
其取样电路包括:
单向元件D14、电阻R41、R42、R43、电容C34,所述的单向元件D14、电阻R41、R42、R43相互串联接在B2和N的两端,电容C34则并联接在R43的两端。
其驱动电路包括:
输出驱动信号元件NA4和基准元件W4,所述的输出驱动信号的元件NA4的负极和基准元件W4的负极相互串联后并联接在电容C34和电阻R43的两端。
其驱动电路和状态转换的执行电路包括:
接收驱动信号元件NB4和电阻R44,驱动元件VS4,状态转换执行元件J24、D42,所述的接收驱动信号元件NB4同电阻R44串联后一端接供电电路的DC端点,另一端接所述驱动元件VS4的控制极,所述的状态转换执行元件J24与D42并联后一端接供电电路的DC端点,另一端接所述驱动元件VS4的阳极,而所述驱动元件VS4的阴极则与端点N连接。
所说的电容器C与电容C21和开关K21的并联回路的两端A1和A2接有电容C25和开关K25的串联电路。
在B2和N的两个端点之间,并联接有开关K25状态转换的电路,该状态转换的电路包括取样电路、驱动电路、驱动电路和状态转换的执行电路。
其取样电路,包括:
单向元件D15、电阻R51、R52、R53、电容C35,所述的单向元件D15、电阻R51、R52、R53相互串联接在B2和N的两端,电容C35则并联接在R53的两端。
其驱动电路包括:
输出驱动信号元件NA5和基准元件W5,所述的输出驱动信号的元件NA5的负极和基准元件W5相的负极互串联后并联接在电容C35和电阻R5的两端。
其驱动电路和状态转换的执行电路包括:
接收驱动信号元件NB5和电阻R54,驱动元件VS5,状态转换执行元件J25、D52,所述的接收驱动信号元件NB5同电阻R54串联后一端接供电电路的DC端点,另一端接所述驱动元件VS5的控制极,所述的状态转换执行元件J25与D52并联后一端接供电电路的DC端点,另一端接所述驱动元件VS5的阳极,而所述驱动元件VS5的阴极则与端点N连接。
所说的开关K21状态转换的电路的供电电路由电容降压元Ca11、电阻Ra1,整流元件Da11、Da12,稳压元件Wa1,滤波元件Ca12构成,所述的Ca11与Ra1并联后一端通过开关K16a接电源输入端L,另一端同Da11的负极和Da12的正极相接,Wa1的负极、Ca12的正极与Da12相连接,Da11的正极、Wa1的正极、Ca12的负极同电源输入端N相连接,而开关K16b的一端接取样电路元件D11的正极,另一端接电感镇流器L的3端。
或,其特征是所说的开关K22状态转换的电路的供电电路由电容降压元Ca21、电阻Ra2,整流元件Da21、Da22,稳压元件Wa2,滤波元件Ca22构成,所述的Ca21与Ra2并联后一端通过开关K17a接电源输入端L,另一端同Da21的负极和Da22的正极相接,Wa2的负极、Ca22的正极与Da22相连接,Da21的正极、Wa的正极、Ca2的负极同电源输入端N相连接,而开关K17b的一端接取样电路元件D12的正极,另一端接电感镇流器L的3端。
或,其特征是所说的开关K23状态转换的电路的供电电路由电容降压元Ca31、电阻Ra3,整流元件Da31、Da32,稳压元件Wa3,滤波元件Ca32,所述的Ca31与Ra3并联后一端通过开关K18a接电源输入端L,另一端同Da31的负极和Da32的正极相接,Wa3的负极、Ca32的正极与Da32相连接,Da31的正极、Wa3的正极、Ca32的负极同电源输入端N相连接,而开关K18b的一端接取样电路元件D13的正极,另一端接电感镇流器L的3端。
或,其特征是所说的开关K24状态转换的电路的供电电路由电容降压元Ca41、电阻Ra4,整流元件Da41、Da42,稳压元件Wa4,滤波元件Ca42构成,所述的Ca41与Ra4并联后一端通过开关K19a接电源输入端L,另一端同Da41的负极和Da42的正极相接,Wa4的负极、Ca42的正极与Da42相连接,Da41的正极、Wa4的正极、Ca42的负极同电源输入端N相连接,而开关K19b的一端接取样电路元件D14的正极,另一端接电感镇流器L的3端。
或,其特征是所说的开关K25状态转换的电路的的供电电路由电容降压元Ca51、电阻Ra5,整流元件Da51、Da52,稳压元件Wa5,滤波元件Ca52构成,所述的Ca51与Ra5并联后一端通过开关K20a接电源输入端L,另一端同Da51的负极和Da52的正极相接,Wa5的负极、Ca52的正极与Da52相连接,Da51的正极、Wa5的正极、Ca52的负极同电源输入端N相连接,而开关K20b的一端接取样电路元件D15的正极,另一端接电感镇流器L的3端。
本发明的高压钠灯用的LC电感电容镇流器,其独特之处在于,在整个高压钠灯的寿命期间,采用了监控手段,使高压钠灯的工作电压所对应的工作电流得到优化,克服了LC电感电容镇流器在高压钠灯的应用中存在的技术缺陷,本发明的技术,使得具有很多优点的高压钠灯用LC电感电容镇流器,成为具有真正应用价值的产品。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步细述。
参见附图1,电容C21和开关K21相互串联接在电容器C的两端,向元件D11、电阻R11、R12、R13相互串联接在高压钠灯NG的两端,电容C31则并联接在R13的两端,D11、R11、R12、R13、C31构成取样电路。
驱动电路,包括:
输出驱动信号元件NA1和基准元件W1,所述的输出驱动信号的元件NA1和基准元件W1相互串联后并联接在电容C31和电阻R13的两端;
供电电路,包括:
电容降压元Ca11、电阻Ra1,整流元件Da11、Da12,稳压元件Wa1,滤波元件Ca12,所述的Ca11与Ra1并联后一端接电源输入端L,另一端同Da11的负极和Da12的正极相接,Wa1的负极、Ca12的正极与Da12相连接,Da11的正极、Wa1的正极、Ca12的负极同电源输入端N相连接;
驱动电路和状态转换的执行电路,包括:
接收驱动信号元件NB1和电阻R14,驱动元件VS1,状态转换执行元件J21、D12,所述的接收驱动信号元件NB1同电阻R14串联后一端接供电电路的DC端点,另一端接所述驱动元件VS1的控制极,所述的状态转换执行元件J21与D12并联后一端接供电电路的DC端点,另一端接所述驱动元件VS1的阳极,而所述驱动元件VS1的阴极则与端点N连接。
当电路接通电源后,电压加在L和N两端,通过K12电感镇流器L,触发器CD将高压钠灯NG点亮。当灯电压达到额定值(启动完成后),继电器J动作,K11、K12的状态转换,电路进入LC镇流。总的电容量为C+C1+C21。当灯电压上升到设定值时,接在灯NG的两端D11、R11、R12、R13、C31的取样电路,使驱动信号元件NA1输出驱动信号,C31和W1使该电路具有延时功能。NA1输出驱动信号被接收驱动信号元件NB1接收,使驱动元件VS1导通,状态转换执行元件J21得电吸合,电容C21串联的开关K21由常闭变常开,电路总的电容量为C+C1变小,电路电流变小,从而使灯的工作电压所对应的工作电流得到了优化。电阻R14为限流电阻,D12是在J21断路时起旁路作用。Ca11、Ra1,Da11、Da12、Wa1、Ca12是基本的电容降压电路,为驱动电路和状态转换的执行电路提供工作时所需要的能量。
图2所示,是另一种高压钠灯用的LC电感电容镇流器电路结构原理图,该路工作原理与图1基本相同,不同之处在于电感镇流器L的1端还接有开关KB1,电感镇流器L的2端接有开关KB2,电感镇流器L的3端还接有开关K14和K15。开关KB1、KB2的另一端相互连接后与K13、C的公共端A2相连,而开关K14的另一端与单向元件D11的正极以及端子B1相连,开关K15的另一端与端子B2相连。开关K14和K15同继电器J的K1、K2联动,由图1可知,由于接在灯NG的两端D11、R11、R12、R13、C31的取样电路在灯的触发过程中,会降低触发电压(因并联关系所致),开关K14和K15的作用是当灯启动时,取样电路不接入,启动完成后取样电路接入。开关KB1和KB2的作用是当LC镇流电路的电容减小时,通过开关KB1和KB2的切换,增大电感量,满足LC镇流电路的要求。
图3所示,是高压钠灯用的LC电感电容镇流器局部电路结构原理图,该电路的取样电路和驱动电路由四个支路组成,分别为:D12支路,该支路包括:D12、R21、R22、R23、C32、W2;D13支路,该支路包括:D13、R31、R32、R33、C33、W3;D14支路,该支路包括:D14、R41、R42、R43、C34、W4;D15支路,该支路包括:D15、R51、R52、R53、C35、W5。其中,D12支路、D13支路同D11支路一起,接开关KB1的B1端点。D14支路、D15支路则接开关KB2的B2端点。图3所示的取样电路和驱动电路的工作原理与图1所示的取样电路和驱动电路的工作原理基本相同,不同之处仅在于设置的起控压(灯的电压)不同。
图4所示,是高压钠灯用的LC电感电容镇流器局部电路结构原理图,其工作原理与图1所示的驱动电路和状态转换的执行电路的工作原理基本相同,该电路的驱动电路和状态转换的执行电路由四个支路组成,分别为:J22支路,该支路包括:NB2、R24、VS2、J22、D22:J23支路,该支路包括:NB3、R34、VS3、J23、D23;J24支路,该支路包括:NB4、R44、VS4、J24、D24;J25支路,该支路包括:NB5、R54、VS5、J25、D25。
图5所示,是高压钠灯用的LC电感电容镇流器局部电路结构原理图,其电路结构与图1的电容C21和开关K21的串联电路结构相同,该电路由四个支路组成,分别为:K22支路,该支路包括:K22、C22;K23支路,该支路包括:K23、C23;K24支路,该支路包括:K24、C24;K25支路,该支路包括:K25、C25。该电路与图2一起,示出了电容C的总电容量由7个电容组成,即C、C1、C21、C22、C23、C24、C25。这种电路结构,实现了电路电流的多级控制,使对灯的控制特性更佳。
图6、7所示,是高压钠灯用的LC电感电容镇流器局部电路结构原理图,其工作原理与图3、图4基本相同,不同之处在于图6使用了独立的电源供电,在高压钠灯的寿命初期(1~2年里),灯电压未上升到设定起控值,此时,仅有一组取样电路和驱动电路的工作,其余支路受开关K17a至K20a和K17b至K20b的控制,都为停止工作的状态。这种电路结构,使电路更节能,工作更可靠。
本发明的高压钠灯用的LC电感电容镇流器,依据GB/T15042-2008的标准检测,其电流波形为1.57,镇流器的调整为98.8%,镇流器的输出参数(镇流器调整的特性曲线)明显优于基准镇流器(在额定电压下的基准镇流器的特性曲线)。