CN103037604A - 一种高压气体放电灯的控制方法及其高压气体放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压气体放电灯的控制方法及其高压气体放电灯，所述高压气体放电灯的控制方法包括以下步骤：上电锁死步骤，上电时，先锁死高频振荡电路和振荡触发电路，使高频振荡电路不工作；延时点火步骤，进入初始延时状态，等待预先设定的升压稳定时间后，释放高频振荡电路和振荡触发电路，使高频振荡电路在稳定电压状态下开始振荡；当高压气体放电灯的电压达到点火值时，其灯泡电极两端开始产生高压电弧进而实现正常点亮。本发明在实现延时点火功能的基础上，很好地在高压气体放电灯处于开路、短路、灯泡老化或热态时实现热态延时保护步骤，进而能够有效的对灯泡进行点火和正常运行状态的监控，延长高压气体放电灯的使用寿命和提高光照度。

Description

一种高压气体放电灯的控制方法及其高压气体放电灯

技术领域

本发明涉及一种放电灯的控制方法，尤其涉及一种延长灯泡使用寿命和提高光照度的高压气体放电灯的控制方法，并涉及一种采用了该高压气体放电灯的控制方法的高压气体放电灯。

背景技术

现有技术中，一般对于高压气体放电灯的点火控制都采用通电立即灯火/点灯的方式，而并没有考虑电网供电中可能出现的冲击电流，或高压气体放电灯的升压电路在刚上电时还没有达到稳定状态所出现的瞬间高电压脉冲冲击，而这种瞬间高电压冲击是属于不可控制的，其高压值往往会高于高压气体放电灯的灯泡两端电极正常所允许的3500-5000VPP的电压，那么这样就会造成灯泡每次点火都属于过压点火状态，造成灯泡电极寿命缩短，无法达到灯泡的正常寿命就提前损坏。

加之，现有技术中，高压气体放电灯主要采用电子镇流方式的工业照明，但电子镇流方式依然存在很多问题，如电路复杂和多级电源调制势必引起的多级损耗，以及为了减少电源体积，使用高频瓷芯变压器用于低频的工作状态，也导致系统效率低下；并且元器件发热严重，器件由于长期处于高温状态，导致整体使用寿命短。特别是在高压气体放电灯的热态时，目前电子镇流方式的控制并没有任何的点火保护功能，没有即时有效地对高压气体放电灯进行保护和控制，对于高压气体放电灯的灯泡电极损伤就特别严重，也就进一步导致灯泡寿命的大大缩短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种延长高压气体放电灯的灯泡使用寿命和提高光照度的高压气体放电灯的控制方法，实现对高压气体放电灯的智能控制。

对此，本发明提供一种高压气体放电灯的控制方法，包括以下步骤：

上电锁死步骤，当高压气体放电灯的电源电路接上电时，先将高频振荡电路和振荡触发电路进行锁死，使高频振荡电路不工作；

延时点火步骤，进入初始延时状态，等待预先设定的升压稳定时间后，释放高频振荡电路和振荡触发电路，使高频振荡电路在稳定电压状态下开始振荡；当高压气体放电灯的电压达到其灯泡的点火值时，灯泡电极两端开始产生高压电弧进而实现正常点亮。

本发明的进一步改进在于，所述预先设定的升压稳定时间为1至3秒。

所述高频振荡电路通过自激高频振荡实现对高压气体放电灯的驱动点火；所述振荡触发电路用于实现对高频振荡电路实现关闭控制和启动控制，用于实现对高频振荡电路的起振触发；本发明通过上电锁死步骤和延时点火步骤实现延时点火的功能，首先当电源电路刚上电时，可以通过单片机先将半桥振荡电路进行锁死，并锁死振荡触发电路，使高频振荡电路不工作，所述高频振荡电路为半桥振荡电路；为了确保点火动作在可控的条件下进行，本发明在上电后立即进入初始延时状态，待1-3秒后，高压气体放电灯的APFC升压电路确保已经处于稳定状态，此时，开始同时释放以上锁死的电路，即释放高频振荡电路和振荡触发电路，使高频振荡电路在稳定电压状态下开始振荡，当电压达到高压气体放电灯的灯泡的点火值时，灯泡电极两端自然就开始产生高压电弧而进入正常点亮。

因此，与现有技术相比，本发明能够避免电网供电中可能出现的冲击电流，也防止了高压气体放电灯的升压电路在刚上电时还没有达到稳定状态所出现的瞬间高电压脉冲冲击，避免了过压点火状态的出现，保证高压气体放电灯的灯泡达到正常寿命。

本发明的进一步改进在于，还包括热态延时保护步骤，当高压气体放电灯的灯泡处于开路、短路、灯泡老化或热态时，将振荡触发电路和高频振荡电路对地短路，使得高频振荡电路立即停止振荡并进入热态延时状态，等待预先设定的冷却时间后，重新点火。

所述高压气体放电灯的热灯延时保护步骤，是指在高压气体放电灯的灯泡为热灯状态时，根据等待的预设冷却时间之后，灯泡两端电压降了下来，灯泡的温度也降低了，进而才对高压气体放电灯实现高频驱动点火，避免在热态时点火点不亮、甚至还损坏灯泡的弊端；所述预先设定的冷却时间即为高压气体放电灯在热态时的延时启动的时间，可以预先设定，也可以根据对高压气体放电灯的反馈信号的分析进行控制。

高压气体放电灯在开路、短路、灯泡老化或热态时是不适宜直接启动的，尤其是在热态时，需要等待灯泡温度降低了方可以再次启动，否则将会造成灯泡闪烁之后不亮，而这种闪烁对于灯泡的损伤是不可逆的，将大大减少其使用寿命。

现有技术中，往往在灯泡热态时便直接进行多次启动，直到灯泡点亮为止，那么，现有技术的这种启动方式会由于启动热态时的灯泡，需要很高的电压，电压达到8000-10000V，这种过高的电压势必会使灯泡电极产生飞溅现象，导致灯泡电极过早的失效，或者多次产生的高压导致镇流器的驱动场效应管被击穿而损坏等情况，使得高压气体放电灯完全被损坏，使用寿命短，功率损耗大，还进一步加剧了灯泡的温度，形成恶性循环。

本发明通过热态延时保护步骤实现了对灯泡在开路、短路、灯泡老化或热态时的延时启动保护，直到预先设定的冷却时间之后，再重新点火，便能够很好地避免灯泡电极产生飞溅或灯泡被提前损坏的弊端，使高压气体放电灯的寿命大大的提高，温升小，大幅度降低了不必要的热能损耗。

本发明的进一步改进在于，还包括控制模块，所述控制模块包括单片机；在热态延时保护步骤中，所述控制模块通过单片机的两个保护输出端输出高电平，该高电平通过外接的两个场效应管将振荡触发电路和高频振荡电路对地短路。

本发明的进一步改进在于，所述预先设定的冷却时间为7分钟。

高压气体放电灯处于开路、短路、灯泡老化或热态时，其启动点火时的电流远远大于正常状态下的电流，从而使通过高压气体放电灯的磁环电感的次级线圈电压瞬间升高，当此耦合电压升高到一定程度，达到高于单片机的预先设定值时，单片机的两个保护输出端将输出高电平，通过外接的两个场效应管（MOSFET）将高频振荡电路及振荡触发电路对地短路，从而使高频振荡电路立即停止工作，并锁定此状态进入7分钟的热态延时状态，直到7分钟后重新回到点火状态，如此循环。

由于上述热灯延时保护步骤的设定，值得一提的是，单片机的预先设定值也很重要，预先设定值会在点火时，需要使得灯泡两端电压还没有超过最高限制的5000V时就已经开始保护，使得高频振荡电路及高压气体放电灯得到安全的保护。

虽然，现有技术中高压气体放电灯的灯泡处于热态时，也可以点火，但需要很高的电压，经常的高压点火会使电极产生飞溅而导致电极失效。本发明对点火电压做了限制，该限制体现在单片机的预先设定值中，当灯泡在热态时，确保高压气体放电灯的灯泡两端高压还没有超过安全最高值5000V，因此，不会看到闪光的，同时也有效地对外接的场效应管（MOSFEI）提供了保护。

本发明的进一步改进在于，还包括功率调整步骤，所述功率调整步骤通过对高压气体放电灯的输出电压进行调整，进而控制高压气体放电灯的灯泡功率。

本发明通过高压气体放电灯的磁环电感的次级线圈感应电压来获得高压气体放电灯的状态，从而能够在实现延时点火功能的基础上，很好地在高压气体放电灯处于开路、短路、灯泡老化或热态时实现热态延时保护步骤，进而能够有效的对灯泡进行点火和正常运行状态的监控；同时还通过对高压气体放电灯的输出电压，即通过对高压气体放电灯的APFC输出电压进行调整，以达到对灯泡的输出功率的控制，为实现高压气体放电灯的智能控制提供了基础。

本发明的进一步改进在于，还包括控制中心和远程控制接口，所述控制中心通过该远程控制接口对高压气体放电灯的输出电压进行自动调整，进而根据光照需求自动实现对高压气体放电灯的功率调整。优选地，所述高压气体放电灯的控制方法用于道路照明中，当到达夜晚预设时间或是检测到路上车辆稀少后，控制中心自动通过远程控制接口降低高压气体放电灯的输出功率。

本发明在道路照明中或是其他能够分时间段的控制系统中，可以通过自动调节高压气体放电灯的输出电压，进而进一步实现深夜自动降低灯泡功率等功能，该功能可以通过远程控制接口和控制中心实现智能化的远程控制，有利于在道路照明中自动实现能源消耗的节省，如与路况监控结合起来，在深夜或是路上车辆稀少的时间段，降低高压气体放电灯的输出功率，直到车辆增多、夜晚预设时间已过或是高压气体放电灯关闭。

本发明还提供一种高压气体放电灯，所述高压气体放电灯采用了上述的高压气体放电灯的控制方法；所述高压气体放电灯包括：

抗干扰滤波模块，所述抗干扰滤波模块用于提供稳定的交流电源，并抑制由于高频振荡电路所产生的尖脉冲对电网的干扰；

升压模块，所述升压模块与抗干扰滤波模块相连接，用于提供稳定的直流电压；

控制模块，所述控制模块与升压模块相连接，用于分析反馈信号，控制高频振荡电路和振荡触发电路，调整升压模块的电压输出，实现对高压气体放电灯的热灯延时启动保护；

振荡驱动模块，所述振荡驱动模块与控制模块相连接，通过高频振荡电路驱动高压气体放电灯。

所述抗干扰滤波模块，给升压模块提供稳定的交流电源及抑制由于高频振荡电路所产生的尖脉冲对电网的干扰；所述升压模块优选采用直流400V的APFC升压电路，给振荡驱动模块提供了稳定的直流400V电压；所述控制模块包括单片机及外围电路，主要负责对振荡驱动模块的反馈信号进行分析，并控制高频振荡电路、振荡触发电路以及升压模块的电压输出调整，通过对电压输出的调整便可以实现恒功率控制及定时调整功率，进而还能够通过对反馈信号的分析实现对高压气体放电灯的热灯延时保护步骤。所述高压气体放电灯的反馈信号可以通过高压气体放电灯的磁环电感的次级线圈来获知，进而判断高压气体放电灯的状态是否处于开路、短路、灯泡老化或是热态。

与现有技术相比，本发明所述的高压气体放电灯，在现有的工业照明的基础上，实现不更换灯具，而只需直接替换高压气体放电灯的灯泡和电源便能够实现高光效和节能的目的；本发明采用高频驱动，工作频率在7500KHz-8500KHZ，即能够避开HID的声共振频段又能够有效的减少元器件在电路中的损耗，具备可靠的热灯延时启动保护功能，使电源寿命大大的提高，大幅度降低了不必要的热能损耗，所述HID即为High intensity Discharge，也就是高压气体放电灯。

本发明所述控制模块对振荡驱动模块的反馈信号进行分析，在高压气体放电灯处于开路、短路或热灯状态时，启动热灯延时启动保护，实现热态延时保护步骤，对振荡驱动模块的起振触发进行关闭控制和启动控制，该电路简单容易实现，性能稳定，低温升，并且还可以通过控制模块的单片机轻松的实现自动调节功率；在道路照明中，还可以进一步实现深夜自动降低功率，更进一步节省能源的消耗；所述热灯状态即高压气体放电灯的灯泡在热态时的状态。

与现有技术相比，本发明在实现延时点火功能的基础上，很好地在高压气体放电灯处于开路、短路、灯泡老化或热态时实现热态延时保护步骤，进而能够有效的对灯泡进行点火和正常运行状态的监控；同时还通过对高压气体放电灯的输出电压进行调整，以达到对灯泡的输出功率的控制；而采用该控制方法的高压气体放电灯更是实现了低成本、高光效、低损耗以及使用寿命长的要求，该高压气体放电灯的光效远高于目前的钠灯、金卤灯和大功率LED灯，对推动节能减排及提高社会经济效益具有重大意义。

本发明所述高压气体放电灯的温升小，因此完全可以将电源密封在高压气体放电灯之内而不烧毁灯泡，实现点火和供电一体化的高压气体放电灯，进而使得整个高压气体放电灯的体积小，能耗小；而因为电源的能耗小，因此，该高压气体放电灯的光照度也比现有技术大大提高。

本发明的进一步改进在于，所述控制模块包括单片机U2，所述控制模块包括如下步骤：

控制模块通过单片机U2采集并分析振荡驱动模块的反馈绕组L6A的反馈信号，当高压气体放电灯处于开路、短路、灯泡老化或热灯状态时，高频振荡电路中的电压会升高，从而使通过绕组L6的电流增加，反馈绕组L6A两端电压也升高，通过控制模块的整流滤波单元后，电容C15上的电压也升高；

直至电压升高到足以击穿稳压管ZD8时，单片机U2的管脚P2.4得到高电平，单片机U2进入热态延时状态并开始计时，同时将管脚P0.0置低，管脚P1.0和管脚P5.4置高，使场效应管F4和场效应管F5导通，通过二极管D2和二极管D6关闭高频振荡电路及关闭振荡触发电路，所述振荡触发电路包括电容C12、电阻R8和双向二极管DB1；

等待预预先设定的冷却时间后，释放振荡触发电路，触发高频振荡电路实现对高压气体放电灯的点火。

所述控制模块根据振荡驱动模块的反馈绕组L6A对高压气体放电灯的状态进行监控；所述控制模块的整流滤波单元包括二极管D3、电阻R10、二极管D4和电容C15，所述二极管D3和二极管D4分别于电阻R10的两端相连接，所述电阻R10通过电容C15接地；所述场效应管F4和场效应管F5分别用于控制振荡驱动模块的关闭和启动，当单片机U2进入热态延时状态并开始计时后，场效应管F4和场效应管F5均工作，并在等待预设冷却时间后关闭启动控制回路的场效应管，实现对高压气体放电灯的点火。

本发明所述高频振荡电路的振荡工作过程如下：

在接上高压气体放电灯后，接上市电，通过电阻R9、稳压管ZD7和电容C14给控制模块的单片机U2提供DC5V的电源，使单片机U2进入正常的工作状态；

单片机U2的管脚P0.0输出正电平，使场效应管F6导通，给升压模块的单片机U1提供一个正确的反馈电压，进而通过升压模块的工作给振荡驱动模块提供一个稳定的DC400V电压；

单片机U2的管脚P1.0输出低电平，使场效应管F4关闭处于高阻状态，二极管D2没有电流通过处于悬空状态，稳定的DC400V电压通过电容C13、电感L3、电容C9和电阻8对电容C12进行充电，同时单片机U2的管脚P5.4输出低电平，使场效应管F5和二极管D6处于高阻状态，当电容C12的电压上升到高于触发管DB1的触发电压时，电容C12上的电压通过触发管DB1、绕组L5A和电阻R16释放，在绕组L5A上获得了启动电流，进而使得振荡驱动模块开始自激高频震荡。

本发明所述振荡驱动模块包括一个三个绕组的偶合变压器L5，所述偶合变压器L5包括绕组L5A、绕组L5B和绕组L5C；其中，绕组L5C、电容C10、电阻R6和场效应管F2，以及绕组L5B、电容C11、电阻R7和场效应管F3分别组成半桥输出电路，这两路半桥输出电路分别通过电容C19和绕组L6B对电容C21和电容C22进行充电；然后，通过电容C20给绕组L5A提供电压；当电容C21和电容C22的两端电压升高到额定电压值时，电容C21和电容C22上的电压将通过绕组L7A对高压气体放电灯进行释放，实现点火。

本发明的有益效果在于，所述高压气体放电灯的控制方法在实现延时点火功能的基础上，很好地在高压气体放电灯处于开路、短路、灯泡老化或热态时实现热态延时保护步骤，进而能够有效的对灯泡进行点火和正常运行状态的监控，延长高压气体放电灯的使用寿命和提高光照度，同时还通过对高压气体放电灯的输出电压进行调整，以达到对灯泡的输出功率的控制；而采用该控制方法的高压气体放电灯更是实现了低成本、高光效、低损耗以及使用寿命长的需求，该高压气体放电灯的光效远高于目前的钠灯、金卤灯和大功率LED灯，对推动节能减排及提高社会经济效益具有重大意义，由于温升小，因此该高压气体放电灯完全可以将电源密封在高压气体放电灯之内而不烧毁灯泡，实现点火和供电一体化的高压气体放电灯，进而使得整个高压气体放电灯的体积更小。

附图说明

图1是本发明一种实施例的工作流程示意图；

图2是本发明另一种实施例的电路连接示意图；

图3是本发明另一种实施例的抗干扰滤波模块的电路连接示意图；

图4是本发明另一种实施例的升压模块的电路连接示意图；

图5是本发明另一种实施例的控制模块的电路连接示意图；

图6是本发明另一种实施例的振荡驱动模块的电路连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明：

实施例1：

本例提供一种高压气体放电灯的控制方法，包括以下步骤：

上电锁死步骤，当高压气体放电灯的电源电路接上电时，先将高频振荡电路和振荡触发电路进行锁死，使高频振荡电路不工作；

延时点火步骤，进入初始延时状态，等待预先设定的升压稳定时间后，释放高频振荡电路和振荡触发电路，使高频振荡电路在稳定电压状态下开始振荡；当高压气体放电灯的电压达到其灯泡的点火值时，灯泡电极两端开始产生高压电弧进而实现正常点亮。

本例的进一步改进在于，所述预先设定的升压稳定时间为1至3秒。

所述高频振荡电路通过自激高频振荡实现对高压气体放电灯的驱动点火；所述振荡触发电路用于实现对高频振荡电路实现关闭控制和启动控制，用于实现对高频振荡电路的起振触发；本例通过上电锁死步骤和延时点火步骤实现延时点火的功能，首先当电源电路刚上电时，可以通过单片机先将半桥振荡电路进行锁死，并锁死振荡触发电路，使高频振荡电路不工作，所述高频振荡电路为半桥振荡电路；为了确保点火动作在可控的条件下进行，本例在上电后立即进入初始延时状态，待1-3秒后，高压气体放电灯的APFC升压电路确保已经处于稳定状态，此时，开始同时释放以上锁死的电路，即释放高频振荡电路和振荡触发电路，使高频振荡电路在稳定电压状态下开始振荡，当电压达到高压气体放电灯的灯泡的点火值时，灯泡电极两端自然就开始产生高压电弧而进入正常点亮。

因此，与现有技术相比，本例能够避免电网供电中可能出现的冲击电流，也防止了高压气体放电灯的升压电路在刚上电时还没有达到稳定状态所出现的瞬间高电压脉冲冲击，避免了过压点火状态的出现，保证高压气体放电灯的灯泡达到正常寿命。

实施例2：

如图1所示，在实施例1的基础上，本例还包括热态延时保护步骤，当高压气体放电灯的灯泡处于开路、短路、灯泡老化或热态时，将振荡触发电路和高频振荡电路对地短路，使得高频振荡电路立即停止振荡并进入热态延时状态，等待预先设定的冷却时间后，重新点火。

所述高压气体放电灯的热灯延时保护步骤，是指在高压气体放电灯的灯泡为热灯状态时，根据等待的预设冷却时间之后，灯泡两端电压降了下来，灯泡的温度也降低了，进而才对高压气体放电灯实现高频驱动点火，避免在热态时点火点不亮、甚至还损坏灯泡的弊端；所述预先设定的冷却时间即为高压气体放电灯在热态时的延时启动的时间，可以预先设定，也可以根据对高压气体放电灯的反馈信号的分析进行控制。

高压气体放电灯在开路、短路、灯泡老化或热态时是不适宜直接启动的，尤其是在热态时，需要等待灯泡温度降低了方可以再次启动，否则将会造成灯泡闪烁之后不亮，而这种闪烁对于灯泡的损伤是不可逆的，将大大减少其使用寿命。

现有技术中，往往在灯泡热态时便直接进行多次启动，直到灯泡点亮为止，那么，现有技术的这种启动方式会由于启动热态时的灯泡，需要很高的电压，电压达到8000-10000V，这种过高的电压势必会使灯泡电极产生飞溅现象，导致灯泡电极过早的失效，或者多次产生的高压导致镇流器的驱动场效应管被击穿而损坏等情况，使得高压气体放电灯完全被损坏，使用寿命短，功率损耗大，还进一步加剧了灯泡的温度，形成恶性循环。

本例通过热态延时保护步骤实现了对灯泡在开路、短路、灯泡老化或热态时的延时启动保护，直到预先设定的冷却时间之后，再重新点火，便能够很好地避免灯泡电极产生飞溅或灯泡被提前损坏的弊端，使高压气体放电灯的寿命大大的提高，温升小，大幅度降低了不必要的热能损耗。

本例的进一步改进在于，还包括控制模块，所述控制模块包括单片机；在热态延时保护步骤中，所述控制模块通过单片机的两个保护输出端输出高电平，该高电平通过外接的两个场效应管将振荡触发电路和高频振荡电路对地短路。

本例的进一步改进在于，所述预先设定的冷却时间为7分钟。

高压气体放电灯处于开路、短路、灯泡老化或热态时，其启动点火时的电流远远大于正常状态下的电流，从而使通过高压气体放电灯的磁环电感的次级线圈电压瞬间升高，当此耦合电压升高到一定程度，达到高于单片机的预先设定值时，单片机的两个保护输出端将输出高电平，通过外接的两个场效应管（MOSFET）将高频振荡电路及振荡触发电路对地短路，从而使高频振荡电路立即停止工作，并锁定此状态进入7分钟的热态延时状态，直到7分钟后重新回到点火状态，如此循环。

由于上述热灯延时保护步骤的设定，值得一提的是，单片机的预先设定值也很重要，预先设定值会在点火时，需要使得灯泡两端电压还没有超过最高限制的5000V时就已经开始保护，使得高频振荡电路及高压气体放电灯得到安全的保护。

虽然，现有技术中高压气体放电灯的灯泡处于热态时，也可以点火，但需要很高的电压，经常的高压点火会使电极产生飞溅而导致电极失效。本例对点火电压做了限制，该限制体现在单片机的预先设定值中，当灯泡在热态时，确保高压气体放电灯的灯泡两端高压还没有超过安全最高值5000V，因此，不会看到闪光的，同时也有效地对外接的场效应管（MOSFEI）提供了保护。

实施例3：

在实施例1或2的基础上，本例还包括功率调整步骤，所述功率调整步骤通过对高压气体放电灯的输出电压进行调整，进而控制高压气体放电灯的灯泡功率。

本例通过高压气体放电灯的磁环电感的次级线圈感应电压来获得高压气体放电灯的状态，从而能够在实现延时点火功能的基础上，很好地在高压气体放电灯处于开路、短路、灯泡老化或热态时实现热态延时保护步骤，进而能够有效的对灯泡进行点火和正常运行状态的监控；同时还通过对高压气体放电灯的输出电压，即通过对高压气体放电灯的APFC输出电压进行调整，以达到对灯泡的输出功率的控制，为实现高压气体放电灯的智能控制提供了基础。

本例的进一步改进在于，还包括控制中心和远程控制接口，所述控制中心通过该远程控制接口对高压气体放电灯的输出电压进行自动调整，进而根据光照需求自动实现对高压气体放电灯的功率调整。优选地，所述高压气体放电灯的控制方法用于道路照明中，当到达夜晚预设时间或是检测到路上车辆稀少后，控制中心自动通过远程控制接口降低高压气体放电灯的输出功率。

本例在道路照明中或是其他能够分时间段的控制系统中，可以通过自动调节高压气体放电灯的输出电压，进而进一步实现深夜自动降低灯泡功率等功能，该功能可以通过远程控制接口和控制中心实现智能化的远程控制，有利于在道路照明中自动实现能源消耗的节省，如与路况监控结合起来，在深夜或是路上车辆稀少的时间段，降低高压气体放电灯的输出功率，直到车辆增多、夜晚预设时间已过或是高压气体放电灯关闭。

实施例4：

如图2所示，本例还提供一种高压气体放电灯，所述高压气体放电灯采用了上述的高压气体放电灯的控制方法；所述高压气体放电灯包括：

抗干扰滤波模块10，所述抗干扰滤波模块10用于提供稳定的交流电源，并抑制由于高频振荡电路所产生的尖脉冲对电网的干扰；

升压模块20，所述升压模块20与抗干扰滤波模块10相连接，用于提供稳定的直流电压；

控制模块30，所述控制模块30与升压模块20相连接，用于分析反馈信号，控制高频振荡电路和振荡触发电路，调整升压模块20的电压输出，实现对高压气体放电灯的热灯延时启动保护；

振荡驱动模块40，所述振荡驱动模块40与控制模块30相连接，通过高频振荡电路驱动高压气体放电灯。

其中，抗干扰滤波模块10的电路连接示意图如图3所示；升压模块20的电路连接示意图如图4所示；控制模块30的电路连接示意图如图5所示；振荡驱动模块40的电路连接示意图如图6所示。

本例的进一步改进在于，所述控制模块30还包括远程控制接口301，所述控制模块30对升压模块20进行功率调整和电压调整共用该远程控制接口301，所述控制模块30通过调整电压同时实现对功率的调整。通过远程控制接口301，本例能够通过场效应管F6实现可调功率以及恒功率的控制，并通过与单片机U2接口的相互配合，还可以实现远程控制和诊断功能。

所述抗干扰滤波模块10，给升压模块20提供稳定的交流电源及抑制由于高频振荡电路所产生的尖脉冲对电网的干扰；所述升压模块20优选采用直流400V的APFC升压电路，给振荡驱动模块40提供了稳定的直流400V电压；所述控制模块30包括单片机及外围电路，主要负责对振荡驱动模块40的反馈信号进行分析，并控制高频振荡电路、振荡触发电路以及升压模块20的电压输出调整，通过对电压输出的调整便可以实现恒功率控制及定时调整功率，进而还能够通过对反馈信号的分析实现对高压气体放电灯的热灯延时保护步骤。所述高压气体放电灯的反馈信号可以通过高压气体放电灯的磁环电感的次级线圈来获知，进而判断高压气体放电灯的状态是否处于开路、短路、灯泡老化或是热态。

与现有技术相比，本例所述的高压气体放电灯，在现有的工业照明的基础上，实现不更换灯具，而只需直接替换高压气体放电灯的灯泡和电源便能够实现高光效和节能的目的；本例采用高频驱动，工作频率在7500KHz-8500KHZ，即能够避开HID的声共振频段又能够有效的减少元器件在电路中的损耗，具备可靠的热灯延时启动保护功能，使电源寿命大大的提高，大幅度降低了不必要的热能损耗，所述HID即为High intensity Discharge，也就是高压气体放电灯。

本例所述控制模块30对振荡驱动模块40的反馈信号进行分析，在高压气体放电灯处于开路、短路或热灯状态时，启动热灯延时启动保护，实现热态延时保护步骤，对振荡驱动模块40的起振触发进行关闭控制和启动控制，该电路简单容易实现，性能稳定，低温升，并且还可以通过控制模块30的单片机轻松的实现自动调节功率；在道路照明中，还可以进一步实现深夜自动降低功率，更进一步节省能源的消耗；所述热灯状态即高压气体放电灯的灯泡在热态时的状态。

与现有技术相比，本例在实现延时点火功能的基础上，很好地在高压气体放电灯处于开路、短路、灯泡老化或热态时实现热态延时保护步骤，进而能够有效的对灯泡进行点火和正常运行状态的监控；同时还通过对高压气体放电灯的输出电压进行调整，以达到对灯泡的输出功率的控制；而采用该控制方法的高压气体放电灯更是实现了低成本、高光效、低损耗以及使用寿命长的要求，该高压气体放电灯的光效远高于目前的钠灯、金卤灯和大功率LED灯，对推动节能减排及提高社会经济效益具有重大意义。

本例所述高压气体放电灯的温升小，因此完全可以将电源密封在高压气体放电灯之内而不烧毁灯泡，实现点火和供电一体化的高压气体放电灯，进而使得整个高压气体放电灯的体积小，能耗小；而因为电源的能耗小，因此，该高压气体放电灯的光照度也比现有技术大大提高。

本例所述控制模块30包括单片机U2，所述控制模块30优选包括如下步骤：

控制模块30通过单片机U2采集并分析振荡驱动模块40的反馈绕组L6A的反馈信号，当高压气体放电灯处于开路、短路、灯泡老化或热灯状态时，高频振荡电路中的电压会升高，从而使通过绕组L6的电流增加，反馈绕组L6A两端电压也升高，通过控制模块30的整流滤波单元后，电容C15上的电压也升高；

直至电压升高到足以击穿稳压管ZD8时，单片机U2的管脚P2.4得到高电平，单片机U2进入热态延时状态并开始计时，同时将管脚P0.0置低，管脚P1.0和管脚P5.4置高，使场效应管F4和场效应管F5导通，通过二极管D2和二极管D6关闭高频振荡电路及关闭振荡触发电路，所述振荡触发电路包括电容C12、电阻R8和双向二极管DB1；

等待预预先设定的冷却时间后，释放振荡触发电路，触发高频振荡电路实现对高压气体放电灯的点火。

所述控制模块30根据振荡驱动模块40的反馈绕组L6A对高压气体放电灯的状态进行监控；所述控制模块30的整流滤波单元包括二极管D3、电阻R10、二极管D4和电容C15，所述二极管D3和二极管D4分别于电阻R10的两端相连接，所述电阻R10通过电容C15接地；所述场效应管F4和场效应管F5分别用于控制振荡驱动模块40的关闭和启动，当单片机U2进入热态延时状态并开始计时后，场效应管F4和场效应管F5均工作，并在等待预设冷却时间后关闭启动控制回路的场效应管，实现对高压气体放电灯的点火。

本例所述高频振荡电路的振荡工作过程如下：

在接上高压气体放电灯后，接上市电，通过电阻R9、稳压管ZD7和电容C14给控制模块30的单片机U2提供DC5V的电源，使单片机U2进入正常的工作状态；

单片机U2的管脚P0.0输出正电平，使场效应管F6导通，给升压模块20的单片机U1提供一个正确的反馈电压，进而通过升压模块20的工作给振荡驱动模块40提供一个稳定的DC400V电压；

单片机U2的管脚P1.0输出低电平，使场效应管F4关闭处于高阻状态，二极管D2没有电流通过处于悬空状态，稳定的DC400V电压通过电容C13、电感L3、电容C9和电阻8对电容C12进行充电，同时单片机U2的管脚P5.4输出低电平，使场效应管F5和二极管D6处于高阻状态，当电容C12的电压上升到高于触发管DB1的触发电压时，电容C12上的电压通过触发管DB1、绕组L5A和电阻R16释放，在绕组L5A上获得了启动电流，进而使得振荡驱动模块40开始自激高频震荡。

本例所述振荡驱动模块40包括一个三个绕组的偶合变压器L5，所述偶合变压器L5包括绕组L5A、绕组L5B和绕组L5C；其中，绕组L5C、电容C10、电阻R6和场效应管F2，以及绕组L5B、电容C11、电阻R7和场效应管F3分别组成半桥输出电路，这两路半桥输出电路分别通过电容C19和绕组L6B对电容C21和电容C22进行充电；然后，通过电容C20给绕组L5A提供电压；当电容C21和电容C22的两端电压升高到额定电压值时，电容C21和电容C22上的电压将通过绕组L7A对高压气体放电灯进行释放，实现点火。

本例的有益效果在于，所述高压气体放电灯的控制方法在实现延时点火功能的基础上，很好地在高压气体放电灯处于开路、短路、灯泡老化或热态时实现热态延时保护步骤，进而能够有效的对灯泡进行点火和正常运行状态的监控，延长高压气体放电灯的使用寿命和提高光照度，同时还通过对高压气体放电灯的输出电压进行调整，以达到对灯泡的输出功率的控制；而采用该控制方法的高压气体放电灯更是实现了低成本、高光效、低损耗以及使用寿命长的需求，该高压气体放电灯的光效远高于目前的钠灯、金卤灯和大功率LED灯，对推动节能减排及提高社会经济效益具有重大意义，由于温升小，因此该高压气体放电灯完全可以将电源密封在高压气体放电灯之内而不烧毁灯泡，实现点火和供电一体化的高压气体放电灯，进而使得整个高压气体放电灯的体积更小。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高压气体放电灯的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

上电锁死步骤，当高压气体放电灯的电源电路接上电时，先将高频振荡电路和振荡触发电路进行锁死，使高频振荡电路不工作；

延时点火步骤，进入初始延时状态，等待预先设定的升压稳定时间后，释放高频振荡电路和振荡触发电路，使高频振荡电路在稳定电压状态下开始振荡；当高压气体放电灯的电压达到其灯泡的点火值时，灯泡电极两端开始产生高压电弧进而实现正常点亮。

2.根据权利要求1所述的高压气体放电灯的控制方法，其特征在于，所述预先设定的升压稳定时间为1至3秒。

3.根据权利要求1或2所述的高压气体放电灯的控制方法，其特征在于，还包括热态延时保护步骤，当高压气体放电灯的灯泡处于开路、短路、灯泡老化或热态时，将振荡触发电路和高频振荡电路对地短路，使得高频振荡电路立即停止振荡并进入热态延时状态，等待预先设定的冷却时间后，重新点火。

4.根据权利要求3所述的高压气体放电灯的控制方法，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块包括单片机；在热态延时保护步骤中，所述控制模块通过单片机的两个保护输出端输出高电平，该高电平通过外接的两个场效应管将振荡触发电路和高频振荡电路对地短路。

5.根据权利要求3所述的高压气体放电灯的控制方法，其特征在于，所述预先设定的冷却时间为7分钟。

6.根据权利要求3所述的高压气体放电灯的控制方法，其特征在于，还包括功率调整步骤，所述功率调整步骤通过对高压气体放电灯的输出电压进行调整，进而控制高压气体放电灯的灯泡功率。

7.根据权利要求6所述的高压气体放电灯的控制方法，其特征在于，还包括控制中心和远程控制接口，所述控制中心通过该远程控制接口对高压气体放电灯的输出电压进行自动调整，进而根据光照需求自动实现对高压气体放电灯的功率调整。

8.根据权利要求7所述的高压气体放电灯的控制方法，其特征在于，所述高压气体放电灯的控制方法用于道路照明中，当到达夜晚预设时间或是检测到路上车辆稀少后，控制中心自动通过远程控制接口降低高压气体放电灯的输出功率。

9.一种高压气体放电灯，其特征在于，所述高压气体放电灯采用了权利要求1至8任意一项所述的高压气体放电灯的控制方法；所述高压气体放电灯包括：

抗干扰滤波模块，所述抗干扰滤波模块用于提供稳定的交流电源，并抑制由于高频振荡电路所产生的尖脉冲对电网的干扰；

升压模块，所述升压模块与抗干扰滤波模块相连接，用于提供稳定的直流电压；

控制模块，所述控制模块与升压模块相连接，用于分析反馈信号，控制高频振荡电路和振荡触发电路，调整升压模块的电压输出，实现对高压气体放电灯的热灯延时启动保护；

振荡驱动模块，所述振荡驱动模块与控制模块相连接，通过高频振荡电路驱动高压气体放电灯。

10.根据权利要求9所述的射频式的高压气体放电灯，其特征在于，所述控制模块包括单片机U2，所述控制模块包括如下步骤：

控制模块通过单片机U2采集并分析振荡驱动模块的反馈绕组L6A的反馈信号，当高压气体放电灯处于开路、短路、灯泡老化或热灯状态时，高频振荡电路中的电压会升高，从而使通过绕组L6的电流增加，反馈绕组L6A两端电压也升高，通过控制模块的整流滤波单元后，电容C15上的电压也升高；

直至电压升高到足以击穿稳压管ZD8时，单片机U2的管脚P2.4得到高电平，单片机U2进入热态延时状态并开始计时，同时将管脚P0.0置低，管脚P1.0和管脚P5.4置高，使场效应管F4和场效应管F5导通，通过二极管D2和二极管D6关闭高频振荡电路及关闭振荡触发电路，所述振荡触发电路包括电容C12、电阻R8和双向二极管DB1；

等待预预先设定的冷却时间后，释放振荡触发电路，触发高频振荡电路实现对高压气体放电灯的点火。

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