CN107371312B - 无源自激荡自谐振可重启防短路点火电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无源自激荡自谐振可重启防短路点火电路，属于无极灯领域。变压器T1为反激变压器，副边耦合电压通过原边产生的自激荡方波后，耦合出相应电压，电压通过整流二极管D3后为谐振电容C1充电，当电压达到一定值后，通过所述分压电阻R2、R3，为谐振可控硅Q4的控制极供开启电压，当可控硅Q4导通后，电容C2通过可控硅Q4与所述谐振升压变压器T2的原边绕组构成了回路；电容当C2持续放电，电阻R2、R3两端电压降低，当电压低于可控硅Q4控制端的启动电压后，可控硅Q4截止，电容C2继续通过变压器T1、二极D3充电。当可控硅Q4的开关频率达到电容C2与谐振升压变压器T2的谐振频率以后，谐振升压变压器T2两端就会产生极高的电压。
Description
技术领域
本发明涉及无极灯点火电路领域，详细地讲是一种无源自激荡自谐振可重启防短路点火电路。
背景技术
众所周知，无极灯由于具有发光强度高、光效高、显色性好、寿命长等优点而被广泛应用。而且无极灯镇流器有高达98%的转换效率以及0.99的PF值而被广泛应用。然而，与低气压放电灯如荧光灯或LED灯相比，无极灯由于其自身结构的特点导致点亮比较困难，为了点亮无极灯需要进行高压点火，即需要点火电路连续输出2KVAC左右具有一定幅值的点火脉冲或谐振电压。过高的点火电压大大影响了整灯以及镇流器的寿命。
为了控制点火电路输出如上所述的点火脉冲来点燃无极灯，无极灯的镇流器结构非常复杂，需要采用特定的驱动芯片（IC），这导致镇流器的成本增加。而且在恶劣环境条件下，无极灯会出现点火困难，此时镇流器内的元器件就要长时间经受2KV高压，极易造成镇流器损坏。而且由于镇流器一般与灯管为一体，更换镇流器的原材料成本以及人工成本也非常高。图1为常规无极灯镇流器逆变电路的基本结构的框图，是共制共用的；如图 1 所示，普通工频电压（例如市电 220V 交流电）经整流、滤波以及功率因数校正处理之后，获得直流电压，该直流电压被输入到半桥逆变电路。 然后，在单片机控制芯片或驱动芯片的控制下，逆变电路先提供一个高于灯管工作频率的一个点火频率，L1、C2谐振产生2KV左右的高压，击穿无极灯内部的惰性气体，然后再恢复正常的工作频率。在这个过程中，2KV高压对元器件的电压应力会减少器件的寿命，另一方面，如果长时间高压，由L1、C2、Q1、Q3组成的谐振腔会进入容性区，则会导致Q2、Q3共同导通，发生短路，造成元器件损坏。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种无源自激荡自谐振可重启防短路点火电路，避免了原始的半桥电路共同导通短路损坏电路的可能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无源自激荡自谐振可重启防短路点火电路，其特征在于，包括电子延时开关S1、整流桥D1、电阻R1、三极管Q1、变压器T1、二极管D3、电阻R2、R3、可控硅Q4、电容 C1、变压器T2、电阻 R6、运放比较器IC1、电阻R7、R8、电容C3以及无极灯镇流器逆变电路，所述整流桥D1第3脚通过电子延时开关S1与市电L端相连，整流桥D1第1脚与市电N端相连，整流桥D1输出正极2脚与三极管Q1的发射极相连，整流桥D1输出负极4脚与变压器T1的2脚以及电路的回路地位置连接，变压器T1的抽头3脚与电阻R1串联后连接到三极管Q1的基极，变压器T1的1脚与三极管Q1集电极连接，变压器T1的副边绕组4脚连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极与电阻R2的一端、可控硅Q4阳极以及电容C1相连，电阻R2、R3的串联中点与可控硅Q4控制极相连，电阻R3的另外一端与变压器T1的5脚、可控硅Q4的阴极、变压器T2的2脚相连，变压器T2的1脚与电容C1的另外一端相连，变压器T2的副边3脚及4脚与无极灯的点火线圈相连，电阻R6的一端与无极灯镇流器逆变电路MOS管Q3的源极以及运放比较器IC1的2脚相连，电阻R6的另外一端与电路的回路地、运放比较器IC1的4脚、电阻R8的一端、电容C3的一端相连，运放比较器IC1的1脚与电子延时开关S1相连，运放比较器IC1的3脚与电阻R7、R8的串联中点相连，电阻R7的另一端与运放比较器IC1的8脚、电容C3以及无极灯镇流器逆变电路中驱动供电电压VCC相连。
本发明的有益效果是，完美解决了工作电路的元器件承受点火时期的高压应力，工作电路仅承受230KHZ,400V左右电压即可。外部点火模块为单管LC谐振，避免了传统桥式电路进入容性工作区，两管共通后短路造成元器件的损坏。由于减少了原始电路的点火电路，原始电路即可采用定频工作方式，减少了电路结构，大大增加了电路的稳定性。因为辅助点火电路功率小，可以分别安装，如灯具由于时间过长产生损坏，可以单独更换辅助点火电路，具有更换方便，更换部件少，节省材料成本和人工成本的优势。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是背景技术无极灯镇流器逆变电路的电路原理图。
图2是本发明的电路原理图。
具体实施方式
在图2中，本发明包括电子延时开关S1、整流桥D1、驱动电阻R1、自激振荡三极管Q1、反激变压器T1、整流二极管D3、分压电阻R2、R3、谐振可控硅Q4、谐振电容 C1、谐振升压变压器T2、检测电阻 R6、运放比较器IC1、分压电阻R7、R8、去耦电容C3以及无极灯镇流器逆变电路，无极灯镇流器逆变电路是公知公用的电路结构。所述整流桥D1第3脚通过电子延时开关S1与市电L端相连，整流桥D1第1脚与市电N端相连，整流桥D1输出正极2脚与三极管Q1的发射极相连，整流桥D1输出负极4脚与变压器T1的2脚以及电路的回路地位置连接，变压器T1的抽头3脚与电阻R1串联后连接到三极管Q1的基极，变压器T1的1脚与三极管Q1集电极连接，变压器T1的副边绕组4脚连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极与电阻R2的一端、可控硅Q4阳极以及电容C1相连，电阻R2、R3的串联中点与可控硅Q4控制极相连，电阻R3的另外一端与变压器T1的5脚、可控硅Q4的阴极、变压器T2的2脚相连，变压器T2的1脚与电容C1的另外一端相连，变压器T2的副边3脚及4脚与无极灯的点火线圈相连，电阻R6的一端与无极灯镇流器逆变电路MOS管Q3的源极以及运放比较器IC1的2脚相连，电阻R6的另外一端与电路的回路地、运放比较器IC1的4脚、电阻R8的一端、电容C3的一端相连，运放比较器IC1的1脚与电子延时开关S1相连，运放比较器IC1的3脚与电阻R7、R8的串联中点相连，电阻R7的另一端与运放比较器IC1的8脚、电容C3以及无极灯镇流器逆变电路中驱动供电电压VCC相连。运放比较器芯片IC1为AP4310，自激荡三极管Q1为3AX31，整流二极管D3为1N4007，反激变压器T1、谐振升压变压器T2为EE16型变压器。
本发明当接上电的一瞬间，由于原镇流器逆变电路是定频电路，其工作频率小于L1、C2所构成的谐振网络，其两端电压维持在固定的工作电压范围内。因此无法激活无极灯内汞离子，所以灯阻值很大，流过R6检测电阻电流很小，电子延时开关S1闭合导通状态，点火电路开始工作。电子延时开关S1同电灯开关同时导通，默认30秒延迟后或得到IC反馈信号后断开。
电子延时开关S1接通后，因自激荡三极管Q1为PNP三极管，初始状态导通，因此变压器T1的原边绕组通过三极管Q1有电流通过，三极管Q1的基极通过驱动电阻R1激活，三极管Q1截止，变压器T1原边电流同时截止。如此反复，完成自激荡启动。
变压器T1为反激变压器，副边耦合电压通过原边产生的自激荡方波后，耦合出相应电压，电压通过整流二极管D3后为谐振电容C1充电，当电压达到一定值后，通过所述分压电阻R2、R3，为谐振可控硅Q4的控制极供开启电压，当可控硅Q4导通后，电容C2通过可控硅Q4与所述谐振升压变压器T2的原边绕组构成了回路；电容C2持续放电，电阻R2、R3两端电压降低，当电压低于可控硅Q4控制端的启动电压后，可控硅Q4截止，电容C2继续通过变压器T1、二极管D3充电。当可控硅Q4的开关频率达到电容C2与谐振升压变压器T2的谐振频率以后，谐振升压变压器T2两端就会产生极高的电压。
谐振升压变压器T2副边绕组经原边绕组耦合电压到无极灯两端，由于无极灯内部电阻很大，谐振升压变压器T2两端电压就会一直上升，直到击穿无极灯内部汞离子以及惰性气体，当灯管内部存在汞离子后，管内电阻变小。
无极灯管内电阻变小以后，电感L1与电容C2就会通过MOS管Q2、Q3构成回路，有电流经过环路，流过检测电阻R6的电流增大，电阻R6两端电压升高，通过运放比较器IC1通知电子延时开关S1关断，此时点火电路停止工作，直到下次给出点灯信号为止。
无极灯由于气温过低无法启动时，点火电路会在30秒的时间内不断重启，直至无极灯点亮。
无极灯损坏或其它原因无法启动时，电子延时开关会在30秒后自动复位，点火电路停止工作。
综上所述，本发明通过一个无源自激荡自谐振可重启防短路点火电路，通过一个运放比较器检测无极灯是否工作，来辅助电路点火，从而避免了高压电路对原无极灯镇流器元器件的损伤，降低原无极灯镇流器的成本，同时避免了原桥式镇流器在灯具无法点亮时频繁重启，谐振MOS管 Q2、Q3共通的危险。同时具备成本低廉、更换简单的优点。
Claims (1)
1.一种无源自激荡自谐振可重启防短路点火电路，其特征在于，包括电子延时开关S1、整流桥D1、电阻R1、三极管Q1、变压器T1、二极管D3、电阻R2、R3、可控硅Q4、电容 C1、变压器T2、电阻 R6、运放比较器IC1、电阻R7、R8、电容C3以及无极灯镇流器逆变电路，所述整流桥D1第3脚通过电子延时开关S1与市电L端相连，整流桥D1第1脚与市电N端相连，整流桥D1输出正极2脚与三极管Q1的发射极相连，整流桥D1输出负极4脚与变压器T1的2脚以及电路的回路地位置连接，变压器T1的抽头3脚与电阻R1串联后连接到三极管Q1的基极，变压器T1的1脚与三极管Q1集电极连接，变压器T1的副边绕组4脚连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极与电阻R2的一端、可控硅Q4阳极以及电容C1相连，电阻R2、R3的串联中点与可控硅Q4控制极相连，电阻R3的另外一端与变压器T1的5脚、可控硅Q4的阴极、变压器T2的2脚相连，变压器T2的1脚与电容C1的另外一端相连，变压器T2的副边3脚及4脚与无极灯的点火线圈相连，电阻R6的一端与无极灯镇流器逆变电路MOS管Q3的源极以及运放比较器IC1的2脚相连，电阻R6的另外一端与电路的回路地、运放比较器IC1的4脚、电阻R8的一端、电容C3的一端相连，运放比较器IC1的1脚与电子延时开关S1相连，运放比较器IC1的3脚与电阻R7、R8的串联中点相连，电阻R7的另一端与运放比较器IC1的8脚、电容C3以及无极灯镇流器逆变电路中驱动供电电压VCC相连；所述的变压器T2副边绕组经原边绕组耦合电压到无极灯两端，由于无极灯内部电阻很大，变压器T2两端电压就会一直上升，直到击穿无极灯内部汞离子以及惰性气体，当无极灯灯管内部存在汞离子后，管内电阻变小；无极灯灯管内电阻变小以后，电感L1与电容C2就会通过MOS管Q2、Q3构成回路，有电流经过环路，流过检测电阻R6的电流增大，电阻R6两端电压升高，通过运放比较器IC1通知 、电子延时开关S1关断，此时点火电路停止工作，直到下次给出点灯信号为止。
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