CN202396068U - 一种金卤灯电子镇流器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种70W高压钠灯专用的金卤灯电子镇流器，包括依次连接的市电输入、EMI滤波及整流电路、功率因数校正电路、功率控制电路、低频逆变电路、金卤灯，所述低频逆变电路的输出端连接到点火电路的输入端，点火电路的输出端连接到金卤灯，所述金卤灯的输出端还连接有一保护及控制电路，该保护及控制电路的输出端连接至功率因数校正电路和功率控制电路，该电子镇流器的线路功率因数近似为1，总电流畸变小于10％，而且当输入市电电压在110-250V范围内波动时，能获得稳定的直流电流，功率维持恒定，对比电感镇流器和电子镇流器的测试结果，电子镇流器装置具有很高的使用效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种镇流器，特别涉及的是一种金卤灯电子镇流器。
背景技术
金卤灯(全称金属卤化物灯)是一种强弧光放电灯是在高压汞灯中充入金属卤化物发展而来的，金卤灯在恒定电源条件下，为了保证灯泡稳定地工作，电路中必须连接有一镇流器来稳定工作电流，节约能源的紧迫感促使许多公司致力于研究节能光源以及与之配套的电子器的开发提供了条件，传统的与之配套的电感镇流器由于需要耗用大量铜、铁等金属材料而且工作效率较低，已不能满足绿色照明的用电要求，高强度放电灯用电子镇流器技术的研究已逐渐成为人们所关注的热点。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种70W高压钠灯用的金卤灯电子镇流器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种金卤灯电子镇流器，包括依次连接的市电输入、EMI滤波及整流电路、功率因数校正电路、功率控制电路、低频逆变电路、金卤灯，所述低频逆变电路的输出端连接到点火电路的输入端，点火电路的输出端连接到金卤灯，所述金卤灯的输出端还连接由一保护及控制电路，该保护及控制电路的输出端连接至功率因数校正电路和功率控制电路。
所述市电输入中设有保险丝过流保护电路及压敏电阻过压保护电路，所述压敏电阻过压保护电路采用氧化锌压敏电阻。
所述EMI滤波及整流电路由LC滤波器及AC\DC转换器构成。
所述功率因数校正电路采用L6561有源功率因数校正控制器集成电路 来实现。
所述功率因数校正电路采用UC3844集成电流控制型脉宽调制器来实现PWM式DC-DC的功率因数校正。
所述低频逆变电路采用BA2032全桥驱动控制器。
所述点火电路为串联型脉冲点火电路。
所述保护及控制电路包括基于温度开关ST-22-100C构成的温度保护电路及基于P1C12C508单片机构成的过压过流保护电路。
通过采用上述的技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型为70W高压钠灯专用电子镇流器，该电子镇流器的线路功率因数近似为1，总电流畸变小于10％，而且当输入市电电压在110-250V范围内波动时，能获得稳定的直流电流，功率维持恒定，对比电感镇流器和电子镇流器的测试结果，电子镇流器装置具有很高的使用效益。
附图说明
图1为本实用新型的方框结构图；
图2为点火电路电路原理图；
图3为基于温度开关ST-22-100C构成的温度保护电路原理图；
图4基于P1C12C508单片机构成的过压过流保护电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的一种金卤灯电子镇流器，包括依次连接的市电输入、ENI滤波及整流电路、功率因数校正电路、功率控制电路、低频逆变电路、金卤灯，所述低频逆变电路的输出端连接到点火电路的输入端，点火电路的输出端连接到金卤灯，所述金卤灯的输出端还连接有一保护及控制电路，该保护及控制电路的输出端连接至功率因数校正电路和功率控 制电路。
所述市电输入中设有保险丝过流保护电路及压敏电阻过压保护电路，保险丝在电子镇流器中起着举足轻重的作用，它是一种故意设置在电路中对电流敏感的薄弱环节元件。当电路正常工作时，它对所保护的电路没有影响，并有抑制电流谐波失真的作用。当电路出现异常导致电流过大或电源被短路时，保险丝可以将电路同电源迅速断开，避免引起其他元件或者整个镇流器燃烧造成火灾，保护使用者的生命财产安全。所述压敏电阻过压保护电路采用氧化锌压敏电阻，它的主体材料有二价元素(Zn)和六价元素氧(0)所构成。它的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值”UN”时，流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，当电压超过UN时，流过它的电流激增，相当于阀门打开。利用这一功能，可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害。
所述EMI滤波及整流电路由LC滤波器及AC\DC转换器构成，LC滤波器为一种低通滤波器。在滤波器阻抗与干扰源阻抗失配的情况下，能迫使干扰源产生的干扰信号沿干扰源进入的方向反射回去。从而有效地抑制干扰信号的影响.EMI滤波器既抑制了来自电网的电磁干扰又同时对电子镇流器自身产生的电磁干扰也起到了衰减的作用，以保证电网不受污染；AC\DC转换器的基本功能是将工频市电电源转化成波纹较小的平滑直流电压，为电子整流器中的DC-DC稳压模块及DC-AC全桥逆变模块供电。
所述功率因数校正电路采用L6561有源功率因数校正控制器集成电路来实现，L6561是一种采用峰值电流控制原理来实现功率因数校正的集成电路，利用它可以设计出最优化的低功耗、高功率密度的电子镇流器，且占 用线路板的空间很小，因而是一种简单、高效的低功耗PFC控制器。由于L6561内含R/C滤波器，因此，用它设计电子镇流器不需要外部R/C滤波器。器件中误差放大器和乘法器的内部门限可在电路出现过载时打开输出以进行限流操作，同时也可以防止负载断开。由于这种输出驱动限制电路限制了功率MOSFET门驱动电路在电源电压中点处的过载，因而极大地提高了整个系统的可靠性。
所述功率因数校正电路采用UC 3844集成电流控制型脉宽调制器来实现PWM式DC-DC的功率因数校正，它的工作原理是将反馈电压和2.5V基准电压之差经误差放大器放大后作为门限电压，与反馈电流经采样后的电压，一起送到电流感应比较器。当电流取样电压超过门限电压后，比较器输出高电平触发RS触发器，然后经或非门输出低电平，关断功率管，并保持这种状态直至振荡器输出脉冲到触发器和或非门为止。这段时间的长短由振荡器输出脉冲宽度决定。PWM信号的上升沿由振荡器决定，下降沿由功率开关管电流和输出电压共同决定。反转触发器限制PWM的占空比调节范围在0-50％之内。
所述低频逆变电路采用BA2032全桥驱动控制器，UBA2032片内集成了自举二极管、振荡器、高压和低压电平移相器、高端(左、右)和低端(左、右)驱动器及控制逻辑、电压稳压器、输入信号延迟和桥路禁止电路等单元电路，该全桥驱动电路在400HZ左右的频率下工作，为金卤灯提供一个低频方波电流，可有效避免金卤灯在高频电源驱动下工作时常出现的声共振现象。
如图2所示，所述点火电路为串联型脉冲点火电路，，变压器T为脉冲变压器，线圈Lp和Ls分别是变压器的原边和副边，其匝数比为1∶50，D1、D2 是额定稳压值均为75V的稳压二极管IN4761A，它们的作用是限制原边输入电压的最高幅度，防止副边上出现过高点火电压，引起金卤灯阴极溅射影响灯的寿命。电感L的作用是消减由脉冲变压器产生的电流尖锋，并起到隔离点火电路和逆变器的作用。启动瞬间，由于金卤灯未正常工作，因此电路工作电流比较小，DC-DC电路中的PWM控制器UC3844的电流检测端不起作用，此时的PWM控制完全取决于UC3844的电压检测端，所以启动瞬间输出电压为158V，这个输出电压完全足够击穿额定击穿值为140V的双向开关管，这样原边Lp上产生脉冲电压，通过变压器传到副边Ls上，产生约为3.5KV的启动电压使灯启动，同时由于电容C2逐渐充电饱和，使通过双向开关管Sidac的电流逐渐减少，直到关断。如果此时灯还没有被击穿，则在全桥逆变器输出周期方波电平的下半个周期，也就是电平换向时第二次给C2反向充电再次击穿双向开关管，在灯的两端产生高压，直到灯被击穿为止。电容C1可以隔离高压脉冲和逆变电路，使得开关器件不会损坏。当灯启动后，电路开始进入正常工作状态，电流增大到正常值，此时DC-DC电路中PWM控制器UC3844的电流检测端开始起作用，使输出电压降低到正常工作时的额定值，这样一来就不会再产生高压，不能击穿双向开关管，点火电路失去作用，电路进入稳定工作状态。
所述保护及控制电路包括基于温度开关ST-22-100C构成的温度保护电路及基于P1C12C508单片机构成的过压过流保护电路，在图3中，温度开关ST-22-100C在常温下是闭合的，当环境温度超过100摄氏度时，它将自动断开，实验中性能非常可靠。将其紧靠安装在工作温度最高的电感L2旁边，当L2工作温度正常时，它提供通路为APFC控制器L6561供电；当L2温度超过 100摄氏度时，温度开关ST-22-100C断开，切断L6561的供电电源，使APFC电路停止工作。由于电子镇流器中所有后级电路都是由APFC电路供电，因此当APFC电路停止工作时，整个电子镇流器也就停止工作，这样可以防止整个电路工作温度过高引起燃烧。在图4中，P0脚作为输入口，对DC-DC级的输出电压进行采样，P1脚、P5脚、P6脚作为输出端口，P1脚接L6561的电压反馈端，P6脚接UC3844的电压反馈端，P5脚接UC3844的电流反馈端，如果P0脚监测到DC-DC级的输出电压连续3秒超过J下常工作电压(比如金卤灯老化不能正常点燃，则DC-DC级的输出电压将一直保持在158V的点火电压，不能降至正常工作电压)或低于阈值电压(比如桥路输出短路，将输出电压拉到低点)，则P1脚、P5脚输出高电平，P6脚输出低电平，分别将L6561的电压反馈端及UC3844的电流反馈端拉高，将UC3844的电压反馈端拉低，这样就可以有效地关闭APFC级和DC-DC级，避免长时间点火出现电火花或输出级短路造成的电流过大引起燃烧的现象。
以上所述的仅为本实用新型的一较佳实施例而已，不能限定本实用实施的范围，凡是依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与装饰，皆应仍属于本实用新型涵盖的范围内。
Claims (8)
1.一种金卤灯电子镇流器，其特征在于：包括依次连接的市电输入、ENI滤波及整流电路、功率因数校正电路、功率控制电路、低频逆变电路、金卤灯，所述低频逆变电路的输出端连接到点火电路的输入端，点火电路的输出端连接到金卤灯，所述金卤灯的输出端还连接有一保护及控制电路，该保护及控制电路的输出端连接至功率因数校正电路和功率控制电路。
2.根据权利要求1所述的金卤灯电子镇流器，其特征在于：所述市电输入中设有保险丝过流保护电路及压敏电阻过压保护电路，所述压敏电阻过压保护电路采用氧化锌压敏电阻。
3.根据权利要求1或2所述的金卤灯电子镇流器，其特征在于：所述EMI滤波及整流电路由LC滤波器及AC\DC转换器构成。
4.根据权利要求1所述的金卤灯电子镇流器，其特征在于：所述功率因数校正电路采用L6561有源功率因数校正控制器集成电路来实现。
5.根据权利要求1所述的金卤灯电子镇流器，其特征在于：所述功率因数校正电路采用UC3844集成电流控制型脉宽调制器来实现PWM式DC-DC的功率因数校正。
6.根据权利要求1所述的金卤灯电子镇流器，其特征在于：所述低频逆变电路采用BA2032全桥驱动控制器。
7.根据权利要求1所述的金卤灯电子镇流器，其特征在于：所述点火电路为串联型脉冲点火电路。
8.根据权利要求1所述的金卤灯电子镇流器，其特征在于：所述保护及控制电路包括基于温度开关ST-22-100C构成的温度保护电路及基于P1C12C508单片机构成的过压过流保护电路。
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