CN201204737Y - 高频移相式高压钠灯电子节能装置 - Google Patents
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Abstract
一种高频移相式高压钠灯电子节能装置，包括EMI输入电路，所述的EMI输入电路连接有全波整流滤波电路，所述的全波整流滤波电路连接有PFC功率因数校正电路，所述的PFC功率因数校正电路连接有半桥驱动电路，所述的半桥驱动电路连接有LC谐振回路，还包括振荡扫频电路，所述的振荡扫频电路与半桥驱动电路组成回路，用于产生驱动信号以驱动半桥驱动电路。本实用新型的优点为：一方面通有效减小灯电极材料的溅射，延长钠灯的使用寿命，以达到节约电能的目的；另一方面，可由相位控制回路路的输出获得低纹波的，稳定的直流输出电压，从而保证镇流器电路以恒定的输出功率驱动钠灯。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种钠灯用镇流器，特别是涉及一种高频移相式高压钠灯电子节能装置。
背景技术
现有的高压钠灯电子镇流器的功率因数校正电路用于接受线路输入，并提供被调整的功率到输出级，PFC电路提供正弦输入电流到输出级，同时还提供被调整的DC总线电压。输出级从PFC电路接收被调整的功率信号，并提供适当的控制以用于为灯供电。PFC电路通常实现为升压型转换器，其需要高电压开关，电感，二极管，高电压DC总线电容和相关的控制电路，以利用所配备的组成元件产生所需的功率信号。输出级通常由半桥驱动谐振负载来实现，以为钠灯提供适当的功率，现有的钠灯镇流器具有以下缺陷：其一，工作不稳定，导致钠灯出现有声共振和干扰大等问题，从而降低了电子镇流器和钠灯的使用寿命；其二，PFC电路功耗大，无法满足节能的要求、使用多了对电网有影响，不但增加发电设备的负荷，而且使电能不能很好地充分利用。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种高频移相式高压钠灯电子节能装置，其一方面克服高压钠灯在高频状态下出现“声共振”的缺点，增加工作的稳定性能；另一方面能够降低PFC电路的功耗，从而达到节能的目的。
本实用新型的技术方案为：一种高频移相式高压钠灯电子节能装置，包括EMI输入电路，所述的EMI输入电路连接有全波整流滤波电路，所述的全波整流滤波电路连接有PFC功率因数校正电路，所述的PFC功率因数校正电路连接有半桥驱动电路，所述的半桥驱动电路连接有LC谐振回路，还包括振荡扫频电路，所述的振荡扫频电路与半桥驱动电路组成回路，用于产生驱动信号以驱动半桥驱动电路。
PFC功率因素校正电路包括相位控制回路，该相位控制回路具体包括：与非门U1B，该与非门的一输出端连接到与非门U1A的一第二输入端，与非门U1A的一输出端连接到与非门U1D的一第二输入端，与非门U1D的一输出端连接到与非门U1C的一第二输入端，与非门U1C的一输出端处产生脉冲信号，与非门U1C的一第一输入端连接三极管BD2的发射极、电阻BR1和电容BC1，与非门U1D的一第一输入端连接三极管BD1的发射极、电阻BR2和电容BC2，三极管BD2的集电极和基极与三极管BD1的集电极和基极相连接在一起，并且连接到异或门U4B的一第一输入端，异或门U4B的一第二输入端与异或门U4A的一第一输入端相连接，异或门U4A的一第二输入端连接到三极管BD2的基极和集电极，异或门U4A的一输出端连接到触发器U3A和U3B的CK脚，异或门U4B的一输出端连接到触发器U2A和U2B的CK脚，触发器U3B和U2A的D端连接到与非门U1B的一第一输入端，U1B的一第二输入端连接触发器U2A的Q端，U1A的第一输入端连接触发器U3B的/Q端，异或门U4C的一输出端连接到与非门U1B的一第一输入端，U4C的一第一输入端连接触发器U2B的D端和/Q端，第二输入端连接触发器U3A的D端和/Q端，触发器U3B、U3A、U2B的S端相互连接，触发器U2A的S端连接至U3B的Q端，U2A的/Q端连接至U3B的R端。
本实用新型的高频移相式高压钠灯电子节能装置与现有的高压钠灯电子镇流器相比，具有以下有益效果：第一，通过由高到低扫描流过LC谐振回路的高频信号的频率，不但降低了钠灯的触发电压，并且有效减小了灯电极材料的溅射，从而达到延长灯管的使用寿命和节约电能的目的；第二，通过相位控制回路实现交流电源输入电流总谐波畸变率在1％以下，使线路功率因数提高到0.95以上，当交流电源输入电压在150V-260V变化时，可获得低纹波的，稳定的直流输出电压，从而保证镇流器电路以恒定的输出功率驱动钠灯。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地说明：
图1是本实用新型的结构原理框图；
图2是本实用新型的振荡扫频原理图；
图3是本实用新型的相位控制回路图。
具体实施方式
如图1所示，一种高频移相式高压钠灯电子节能装置，包括EMI输入电路，所述的EMI输入电路连接有全波整流滤波电路，所述的全波整流滤波电路连接有两相交错式升压PFC电路，所述的PFC功率因数校正电路与半桥驱动电路进行连接，所述的半桥驱动电路与LC谐振回路连接，所述的LC谐振回路再与负载高压钠灯连接，还包括振荡扫频电路，所述的振荡扫频电路与半桥驱动电路组成回路，用于产生驱动信号以驱动半桥驱动电路。
图2示意了本实用新型的振荡扫频电路原理，如图所示，电阻R1、R2，电容C1，场效应晶体管S1、S2，比较器N1，反相器N2、N3构成振荡电路，其中，R2、S2串联后与R1并联，上电时，电容C1、C2两端压降为0，场效应晶体管S1导通，比较器N1输出低电平，经过反相器N2、N3两次反相后向S1的栅极传输低电平信号，S1导通，VCC开始通过电阻R1、R2向电容C1充电。当C1上的电压信号高于基准电压时，N1翻转，输出高电平，S1关断，C1放电，电压下降；当C1上的电压信号低于基准电压时，N1输出低电平，S1导通，C1又开始充电，如此反复形成振荡。上电初期，C2两端电压降为0，S2完全导通，电阻R1、R2并联，振荡频率由R1与R2的并联电阻及电容C1确定，电路输出一个频率较高的振荡信号。上电后，恒流源向电容C2充电，随着C2电压的上升，S2由完全导通缓慢向关断状态过渡，输出频率下降；当C2上的电压上升到S2的关断阈值后，S2关断，振荡频率由R1、C1确定，振荡器输出稳定的较低频率振荡信号，从而实现由高到低的频率的扫描，并且在半桥驱动电路连接的LC谐振回路的谐振点附近产生高压，触发钠灯，然后在相对较低的频率下使钠灯稳定工作。
如图3所示，相位控制回路包括：与非门U1B，该与非门的一输出端连接到与非门U1A的一第二输入端2，与非门U1A的一输出端3连接到与非门U1D的一第二输入端12，与非门U1D的一输出端11连接到与非门U1C的一第二输入端9，与非门U1C的一输出端10处产生脉冲信号，与非门U1C的一第一输入端8连接三极管BD2的发射极、电阻BR1和电容BC1，与非门U1D的一第一输入端13连接三极管BD1的发射极、电阻BR2和电容BC2，三极管BD2的集电极和基极与三极管BD1的集电极和基极相连接在一起，并且连接到异或门U4B的一第一输入端6，异或门U4B的一第二输入端5与异或门U4A的一第一输入端2相连接，异或门U4A的一第二输入端1连接到三极管BD2的基极和集电极，异或门U4A的一输出端3连接到触发器U3A和U3B的CK脚，异或门U4B的一输出端4连接到触发器U2A和U2B的CK脚，触发器U3B和U2A的D端连接到与非门U1B的一第一输入端5，U1B的一第二输入端6连接触发器U2A的Q端，U1A的第一输入端1连接触发器U3B的/Q端，异或门U4C的一输出端10连接到与非门U1B的一第一输入端5，U4C的一第一输入端9连接触发器U2B的D端和/Q端，第二输入端8连接触发器U3A的D端和/Q端，触发器U3B、U3A、U2B的S端相互连接，触发器U2A的S端连接至U3B的Q端，U2A的/Q端连接至U3B的R端。
U4A和U4B为CD4030异或门，由于这两只异或门的一个输入端恒为“1”所以它们只作为反相器来使用。这种用法可节省一片反相器。U2A、U2B和U3A、U3B分别为双D能发器CD4013，其中U3A、U2B只做为除以2的分频器，输出的方波占空比为50％。两者的输出送到异或门U4C的输入端进行异或门运算，U1A-U1D为四双输入与非门CD40903。
标号为M、S者为主控PFC，从PFC的控制信号这里，我们为了简化叙述，假定主PFC的相位为0度，并假定两个PFC占空比为40％，其中，M、S分别为两路PFC功率MOS管的栅极，信号幅度约为15伏，OUT通过分压器适当的分压送至PFC控制器的1脚。当从PFC的相位精确相差180度时，OUT与第二路PFC的驱动信号相位及宽度相同，当S小于180度时，OUT与S产生相位差，OUT信号将强迫S向180度靠近，这样，若干周期后，S即与OUT同步(有一个Δt延时要由积分电路BC1、BR1和BC2、BR2决定)。而当相位差大于180度时，工作原理与小于180度时基本相同。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种高频移相式高压钠灯电子节能装置，包括EMI输入电路，所述的EMI输入电路连接有全波整流滤波电路，所述的全波整流滤波电路连接有PFC功率因数校正电路，所述的PFC功率因数校正电路连接有半桥驱动电路，所述的半桥驱动电路连接有LC谐振回路，其特征在于:还包括振荡扫频电路，所述的振荡扫频电路与半桥驱动电路组成回路，用于产生驱动信号以驱动半桥驱动电路。
2.如权利要求1所述的高频移相式高压钠灯电子节能装置，其特征在于:所述的PFC功率因数校正电路包括相位控制回路，该相位控制回路包括与非门(U1B)，该与非门的一输出端(4)连接到与非门(U1A)的一第二输入端(2)，与非门(U1A)的一输出端(3)连接到与非门(U1D)的一第二输入端(12)，与非门(U1D)的一输出端(11)连接到与非门(U1C)的一第二输入端(9)，与非门(U1C)的一输出端(10)处产生脉冲信号，与非门(U1C)的一第一输入端(8)连接三极管(BD2)的发射极、电阻(BR1)和电容(BC1)，与非门(U1D)的一第一输入端(13)连接三极管(BD1)的发射极、电阻(BR2)和电容(BC2)，三极管(BD2)的集电极和基极与三极管(BD1)的集电极和基极相连接在一起，并且连接到异或门(U4B)的一第一输入端(6)，异或门(U4B)的一第二输入端(5)与异或门(U4A)的一第一输入端(2)相连接，异或门(U4A)的一第二输入端(1)连接到三极管(BD2)的基极和集电极，异或门(U4A)的一输出端(3)连接到触发器(U3A)和(U3B)的CK脚，异或门(U4B)的一输出端(4)连接到触发器(U2A)和(U2B)的CK脚，触发器(U3B)和(U2A)的D端连接到与非门(U1B)的一第一输入端(5)，(U1B)的一第二输入端(6)连接触发器(U2A)的Q端，(U1A)的第一输入端(1)连接触发器(U3B)的/Q端，异或门(U4C)的一输出端(10)连接到与非门(U1B)的一第一输入端(5)，异或门(U4C)的一第一输入端(9)连接触发器(U2B)的D端和/Q端，第二输入端(8)连接触发器(U3A)的D端和/Q端，触发器(U3B)、(U3A)、(U2B)的S端相互连接，触发器(U2A)的S端连接至(U3B)的Q端，(U2A)的/Q端连接至(U3B)的R端。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102281696A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-12-14 | 李建华 | 一种宽电压微功耗高效直管荧光灯电子镇流器 |
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2007
- 2007-08-27 CN CNU200720170389XU patent/CN201204737Y/zh not_active Expired - Lifetime
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