CN1949947A - 一种新的hid灯电子镇流器 - Google Patents

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Abstract

一高功率因数HID灯电子镇流器，由整流硅桥，功率因数校正、功率转换电路，次级整流、低频切换电路，镇流电路组成。功率因数校正、功率转换电路使用开关管，在交流电压峰值附近时，将整流的波动直流转换成稳定的直流电压输出，并储存输入电能。在交流电压低于某一给定的电压，用开关管将存的电能转换稳定的直流电压输出，同时储存部分电能。次级通过整流、低频切换电路将直流电压变为低频(但含有高频成份的)交流电源，从而实现电流逆变，通过电感作用实现HID灯的电流控制。

Description

一种新的HID灯电子镇流器
技术领域
本发明涉及一种HID灯电子镇流器
背景技术
目前各处使用的HID镇流器大多数都是电感式电子镇流器，这种镇流器比较重，耗电量大，而且还需另外的起辉装置，使HID灯点亮。由于电感式电子镇流器功率因数比较低，需要外加电容来较正其功率因数。近数十年来，人们开始研发电子镇流器。这种电子镇流器相对于电感式镇流器有许多优点：一、它不需要外加点灯起辉装置，二、它可以通过内部功率班组正电路实现功率因数较正，而无需外加较正装置。三、重量轻安装比较方便。四、比较容易控制。它的缺点是比较贵。
目前研发的电子镇流器主要有两大类：一、高频电子镇流器，即其工作频率为高频。二、低频电子镇流器，即其工作频率为低频。高频电子镇流器其优点是能够增加HID灯的亮度大约6％左右，其缺点是由于HID灯工作在高频上会产生其特有的声振现象。为了克服声振现象目前主要采用两种方法：一、选择不产生声振的频率，由于HID灯的声振频率随着灯的老化而变化。这就要求有特别的电路来选择灯的工作频率。另一种方法是用调制其输出功率来破坏灯的声振条件。由于需用控制电路来克服声振现象，这类电子镇流器成本较高。对于低频电子镇流流其缺点的重量比较重，成本也比较高。它的工作频率，一般选择在400Hz左右。
发明简述：
本发明克服了上述各种电子镇流器的缺点即成本较高，采用一种高频—低频相混合的方法，即用高频来调制低频来克服HID灯的声振现象。
用本人已发明的一种高功率因数电路来实现功率因数较正。降低其生产成本。在初级用正激式输出功率给次级，用反激式给初级贮能器供电。
本发明的目的之一，是提供一种可靠的HID灯电子镇流器。
本发明的目的之二，是提供一种成本低的HID灯电子镇流器。
图1是本发明的原理图。
图2是本发明的具体实例。
图3是本发明功率校正、功率转换电路另一种形式。
图4是继流电路图
发明说明
在图2中，电子镇流器由整流电路，功率因数较正电路，高频变换电路，次级整流低频切换电路和镇流电路组成。其中整流电路由整流硅桥组成，它的输入端接交流电源，输出端接功率较正，功率变换电路。功率较正、功率变换电路由电容C1、继流电路、二极管D1、D2，初级辅助线圈TP1，初级线圈TP2及开关应管Q1和次级线圈TS1、TS2组成。其中：电容C1并接在整流硅桥输出端。二极管D1的阳极接整流硅桥的输出端正极，阴极接初级线圈TP2。辅助初级线圈TP1，它的一端接接整流硅桥输出端的正极，另一端接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极接二极管D1的阴极并继流电路，继流电路的另一端接硅整流桥输出的负极。初级线圈TP2的一端接二极管D1、D2的阴极，另一端接开关管Q1。开关管Q1的另一端接整流硅桥输出的负极。辅助初级线圈TP1接整流输出正极端与初级线圈TP2接二极管D1、D2阴极为同名端。次级线圈TS1、TS2的输出与次级整流低频切换电路相连。
次级整流电路、低频切换电路，由二极管D6，D7，D8，D9开关管Q2、Q3组成。其中：二极管D6的阳极与次级线圈TS1相连，D6的阴极与开关管Q2漏极相连，二极管D7的阳极与次线圈TS1、TS2的连接点相连，它的阴极与二极管D6的阴极相连，开关管Q3的漏极与开关管Q2的源极相连。二极管D8的阴极与次级线圈TS2相连，它的阳极与开关管Q3的源极相连。二极管D9的阳极与二极管D8的阳极相连，二极管D9的阴极与二极管D7的阳极相连。开关管Q2的源极与镇流线路的输入端的电感端相连。开关管Q3的漏极与开关管Q2的源极相连并与镇流线路的输入端的电感端相连。电容C5的一端接开关管Q2的源极，另一端接次级线圈TS1和TS2的连接点。其中D7、D8为继流二极管，D6、D9为整流二极管，场效应管Q2，Q3作为交流切换开关管，根据开关管切换频率来确定其低频工作频率，高频的工作频率是由初级控制IC决定的。
负载电路由电容C6、C7、雪奔二极管D10、辅助电感LS1、电感L和电阻R组成。辅助电感LS1、电容C7和雪奔二极D10组成了一个起辉电路。电容C6的作用是在HID灯起辉时，为瞬间高频电流提供一交流通路。避免损坏元件。
发明工作原理如下：
假设开始时开关管Q2开通，Q3截止。当电源交流电压处于交流峰值附近时，开关管Q1导通，电流通过二极管D1，初级线圈TP2、开关管Q1。这时、在次级产生感应电压通过二极管D6，开关管Q2，电感L给HID灯供电。
当开关管Q1截止时，在初级经过整流后的波动电压经过初级线圈TP2，二极管D2，给C2、继流电路充电。在次级电感L的贮能通过二极管D6、开关管Q2，给HID灯继续供电。
当电源处于交流谷值附近时，开关管Q1导通，继流电路的电容上电能通过初级线圈TP2放电。在次级，次级线圈TS1产生感应电压，此电压通过二极管D6、开关管Q2，电感L给HID灯供电。当开关管Q1截止时，在初级整流的波动直流电压通过初级辅助线圈TP1，给继流电路充电，在次级电感L上的电能通过二极管D7，开关管Q2，给HID灯供电。
同样当开关管Q1开通时，次级线路中开关管Q2截止，Q3导通，次级感应电压通过二极管D9，开关管Q3，电感L反向给HID灯供电。当Q1截止时，次级线路中电感L的贮能通过开关管Q3、二极管D9，给HID灯供电。通过不断地切换开关管Q2、Q3实现交流点灯。
图3说明
功率因数校正电路、功率变换电路还可以这样构成二极管(D12)、开关管(Q13)、变压器的初级线圈(TP14)、二极管(D15)、开关管(Q16)、次级线圈TS1、次级线圈TS2、继流电路(17)和电容(C18)；二极管(D12)的阳极接整流硅桥的输出正极；二极管(D12)的阴极分别连接开关管(Q13)的源极和变压器的初级线圈(TP14)的一端，开关管(Q13)的漏极分别连接二极管(D15)的阴极和继流电路(17)的一端，继流电路(17)的另一端接到整流硅桥的输出负极，二极管(D15)的阳极分别连接变压器的初级线圈(TP14)的另一端和开关管(Q16)的漏极，开关管(Q16)的源极接整流硅桥的输出负极，电容(C18)并接在整流硅桥的输出正负极两端。次级线圈TS1、TS2的输出与次级整流低频切换电路相连。
其工作原理如下：
假设开始时开关管Q2开通，Q3截止。开始时，整流后的波动直流直接通过二极管D12、变压器的初级线圈TP14和二极管D15给继流电路(17)上的电容19、电容171和175充电。这时、在次级产生感应电压通过二极管D6，开关管Q2，电感L给HID灯供电。当电容171的电压加上电容175的电压在交流电峰值以上时，整流后的波动直流不能直接对电容171和175充电。只有在变压器的初级线圈TP14上存有感应电压才能对电容171和175充电。当整流后的波动直流处于谷值及附近时，场效应管Q13和场效应管Q16同时开通，电容19的电能通过场效应管Q13，变压器的初级线圈TP14和场效应管Q16放电。这时、在次级产生感应电压通过二极管D6，开关管Q2，电感L给HID灯供电。当电容19上的电压低于整流后波动直流电压值时，此时电流通过二极管D12给变压器的初级线圈TP14给次供电，这时、在次级产生感应电压通过二极管D6，开关管Q2，电感L给HID灯供电。当场效应管Q13和场效应管Q16同时关断，变压器的初级线圈TP14产生的反向电压加上波动直流电压通二极管D12、变压器的初级线圈TP14、二极管D15给电容19、继流电路充电。在次级电感L上的电能通过二极管D7，开关管Q2，给HID灯供电。当波动直流电压低于电容171或175上的电压时并场效应管Q13和场效应管Q16同时开通时，电容19、电容171、175上的电能通过场效应管Q13，变压器的初级线圈TP14和场效应管Q16放电，同时、在次级产生感应电压通过二极管D6，开关管Q2，电感L给HID灯供电。当电容19上的电压低于电容171或175上的电压时。电容171和175的电能通过场效应管Q13、变压器的初级线圈TP14和场效应管Q16放电，同时在次级产生感应电压通过二极管D6，开关管Q2，电感L给HID灯供电。当场效应管Q13和场效应管Q16关断在变压器的初级线圈TP14产生的反向电压加上波动直流电压通过二极管D12、变压器的初级线圈TP14和二极管D15给电容19、、电容171、175充电。在次级，在次级电感L上的电能通过二极管D7，开关管Q2，给HID灯供电。
假设开始时开关管Q3开通，Q2截止。其工作方式，当场效应管Q13和场效应管Q16开通时，次级次级感应电压通过二极管D9，开关管Q3，电感L反向给HID灯供电。当场效应管Q13和场效应管Q16截止时，次级线路中电感L的贮能通过开关管Q3、二极管D9，给HID灯供电。通过不断地切换开关管Q2、Q3实现交流点灯。
HID灯的点灯线路(负载)可有几种方式，一种是在镇流器件上，另外绕制一辅助线路。其他方式见于灯的电子镇器。
本线路也可以用于逆变器，此时电感用于滤波和继流。

Claims (7)

1.一电子镇流器，由整流电路、功率因数校正电路、高频功率切换电路、次级整流、低频切换电路，以及镇流电路组成。
整流电路由整流硅桥构成，它的输入端接交流电源，输出端接功率校正、功率转换电路。功率因数校正、功率转换电路由电容C1、C2，C3，C4，二极管D1、D2、D3、D4、D5，辅助初级线圈TP1，初级线圈TP2，开关管Q1，次级线圈TS1、TS2组成。
电容C1，并接于整流硅桥的输出端。
二极管D1的阳极接整流硅桥的输出端正极，阴极接初级线圈TP2。
辅助初级线圈TP1，它的一端接接整流硅桥输出端的正极，另一端接二极管D2的阳极。
二极管D2的阴极接二极管D1的阴极。
继流电路(17)一端接二极管D1、D2的阴极，另一端接整流硅桥的负极。
初级线圈TP2的一端接二极管D1、D2的阴极，另一端接开关管Q1。
开关管Q1的另一端接整流硅桥的负极。
辅助初级线圈TP1接整流输出正极，它是与初级线圈TP2接二极管D1、D2阴极为同名端。
次级线圈TS1、TS2的输出与次级整流低频切换电路相连。
次级整流切换电路由二极管D6、D7、D8、D9，开关管Q2、Q3组成。
二极管D6的阳极与次级线圈TS1相连，D6的阴极与开关管Q2漏极相连，二极管D7的阳极与次线圈TS1、TS2的连接点相连，它的阴极与二极管D6的阴极相连二极管D8的阴极与次级线圈TS2相连，它的阳极与开关管Q3的源极相连。二极管D9的阳极与二极管D8的阳极相连，二极管D9的阴极与二极管D7的阳极相连。
开关管Q2的源极与镇流线路的输入端的电感端相连。开关管Q3的漏极与开关管Q2的源极相连并与镇流线路的输入端的电感端相连。
电容C5的一端接开关管Q2的源极，另一端接次级线圈TS1和TS2的连接点。
负载(镇流)电路由电感L、辅助线圈LS1、电容C6、电阻R组成、雪奔二极管D10，电感L的接电阻R并接输出一端，电阻R接电容C6的一端和辅助电感LS1的一端，辅助电感LS1的另一端接雪奔二极管D10，电容C6的另一端接雪奔二极管的另一端，此端为镇流线路的另一输入、输出端。此输入端接TS1、TS2的连接处，输出接负载线路。
2.根据权利要求1所述的HID灯镇流器，其特征在于：继流电路(17)由电容(171)、二极管(172)、二极管(173)、二极管(174)和电容(175)组成，电容(171)的正极和二极管(174)的阴极共同连接二极管D1、D2的阴极，电容(171)的负极分别连接二极管(172)的阳极和二极管(173)的阴极，二极管(172)的阴极分别连接二极管(174)的阳极和电容(175)正极，电容(175)的负极和二极管(173)的阳极共同连接整流硅桥的输出负极。还可以在上面电路的两端并上一个电容(19)作为继流电路，接法为电容(19)一端接二极管D1、D2的阴极，另一端接整流硅桥的负极。也可以单单用一个电容(19)作为继流电路，电容(19)一端接二极管D1、D2的阴极，另一端接整流硅桥的负极。
3.根据权利要求1所述HID灯镇流器，其特征在于，功率因数校正电路、功率变换电路的初级辅助线圈还可以这样连接，初级辅助线圈TP1一端分别与两个二极管的阴极相连，另一端与初级线圈相连。两个二极管的阳极与电源输入的两端相连。
4.根据权利要求1所述HID灯镇流器，其特征在于，功率因数校正电路、功率变换电路还可以这样构成二极管(D12)、开关管(Q13)、变压器的初级线圈(TP14)、二极管(D15)、开关管(Q16)、次级线圈TS1、次级线圈TS2、继流电路(17)和电容(C18)；二极管(D12)的阳极接整流硅桥的输出正极；二极管(D12)的阴极分别连接开关管(Q13)的源极和变压器的初级线圈(TP14)的一端，开关管(Q13)的漏极分别连接二极管(D15)的阴极和继流电路(17)的一端，继流电路(17)的另一端接到整流硅桥的输出负极，二极管(D15)的阳极分别连接变压器的初级线圈(TP14)的另一端和开关管(Q16)的漏极，开关管(Q16)的源极接整流硅桥的输出负极，电容(C18)并接在整流硅桥的输出正负极两端。次级线圈TS1、TS2的输出与次级整流低频切换电路相连。
5.根据权利要求4所述的HID灯镇流器，其特征在于：继流电路(17)包括电容(171)、二极管(172)、二极管(173)、二极管(174)和电容(175)，电容(171)的正极和二极管(174)的阴极共同连接二极管(D15)的阴极，电容(171)的负极分别连接二极管(172)的阳极和二极管(173)的阴极，二极管(172)的阴极分别连接二极管(174)的阳极和电容(175)正极，电容(175)的负极和二极管(173)的阳极共同连接整流硅桥的输出负极。还可以在上面电路的两端并上一个电容(19)作为继流电路，接法为电容(19)一端接二极管D1、D2的阴极，另一端接整流硅桥的负极。也可以单单用一个电容(19)作为继流电路，电容(19)一端接二极管D1、D2的阴极，另一端接整流硅桥的负极。
6.根据权利要求1所述HID灯镇流器，其特征在于电感L，连接开关管Q2的源极、Q3的漏极作为滤波和继流(逆变器)，用作镇流(HID灯)。根据权利要求1，起辉电路可以是多种的，可以采用灯电子镇流器中的一种。
7.根据权利要求2，4所述HID灯镇流器，开关管可以是三极管、场效应管等开关管。
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