CN204392675U - 灯用直流电子镇流器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种灯用直流电子镇流器，包括：第一直流输入端子；第二直流输入端子；第一气体放电灯供电端子；第二气体放电灯供电端子；半桥高频转换电路，半桥高频转换电路的第一端与第一直流输入端子连接，半桥高频转换电路的第二端与第二直流输入端子及第一气体放电灯供电端子连接，半桥高频转换电路的输出端与第二气体放电灯供电端子连接；驱动电路，与半桥高频转换电路的驱动端连接；第一异常保护电阻，一端与第一直流输入端子电连接；常闭温控开关，第一异常保护电阻的另一端通过常闭温控开关与驱动电路的供电端连接。本实用新型具有成本低、体积小、可靠性高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子镇流器领域，特别涉及一种灯用直流电子镇流器。
背景技术
道路照明大功率气体放电灯(HID)交流节能电子镇器自上世纪九十初全国很多科研院校、企业投入大量人力财力研发已十多年过去了，至今未见一家企业能做大，主要原因是电路复杂、可靠性差。
目前国内道路照明主流还是气体放电灯高压钠灯,镇流器还只能继续使用着笨重、耗能的电感式镇流器。如何在道路照明这种独立供电场所，改交流为直流供电是本领域急需要解决的一个技术问题。
实用新型内容
本实用新型提供了一种结构简单、成本低的灯用直流电子镇流器。
为解决上述问题，作为本实用新型的一个方面，提供了一种灯用直流电子镇流器，包括：第一直流输入端子；第二直流输入端子；第一气体放电灯供电端子；第二气体放电灯供电端子；半桥高频转换电路，半桥高频转换电路的第一端与第一直流输入端子连接，半桥高频转换电路的第二端与第二直流输入端子及第一气体放电灯供电端子连接，半桥高频转换电路的输出端与第二气体放电灯供电端子连接；驱动电路，与半桥高频转换电路的驱动端连接；第一异常保护电阻，一端与第一直流输入端子电连接；常闭温控开关，第一异常保护电阻的另一端通过常闭温控开关与驱动电路的供电端连接。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括高频电流互感器，高频电流互感器包括相互耦合的第一线圈和第二线圈，第一线圈串联在第一气体放电灯供电端子与第二直流输入端子之间，第二线圈与驱动电路的供电端连接。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括第二异常保护电阻，第一异常保护电阻依次通过常闭温控开关及第二异常保护电阻与驱动电路的供电端连接。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括共模滤波电感，共模滤波电感包括第一电感和第二电感，第一电感与第一直流输入端子连接，第二电感与第二直流输入端子连接。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括防反接二极管，第一电感通过防反接二极管与半桥高频转换电路的第一端连接。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括直流波滤电容，一端与半桥高频转换电路的第一端连接，另一端与半桥高频转换电路的第二端连接。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括高频扼流电感，半桥高频转换电路的输出端通过高频扼流电感与第二气体放电灯供电端子连接。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括隔直换相电容，半桥高频转换电路的输出端通过隔直换相电容与高频扼流电感连接。
优选地，半桥高频转换电路包括第一功率管、第二功率管、线圈一、线圈二和线圈三，线圈一与驱动电路连接，第一功率管的漏极与第一直流输入端子连接，第一功率管的源极与第二功率管的漏极连接，第二功率管的源极与第二直流输入端子连接，第一功率管的栅极与源极之间通过线圈二连接，第二功率管的栅极与源极之间通过线圈三连接，线圈一分别与线圈二及线圈三耦合。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括整流二极管，第二电感通过整流二极管与驱动电路的供电端连接。
由于本实用新型采用了直流，因此不必考虑电磁干扰、功率因数校正、电谐波等要求，可使产品元件减少50％以上，因而具有成本低、体积小、可靠性高的特点。
附图说明
图1示意性地示出了本实用新型的电路原理图。
图中附图标记：1、第一直流输入端子；2、第二直流输入端子；3、第一气体放电灯供电端子；4、第二气体放电灯供电端子；5、驱动电路；6、第一异常保护电阻；7、常闭温控开关；8、高频电流互感器；9、第二异常保护电阻；10、共模滤波电感；11、防反接二极管；12、直流波滤电容；13、高频扼流电感；14、隔直换相电容；15、第一功率管；16、第二功率管；17、线圈一；18、线圈二；19、线圈三；20、整流二极管；21、气体放电灯。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
请参考图1，本实用新型提供了一种灯用直流电子镇流器，包括：第一直流输入端子1；第二直流输入端子2；第一气体放电灯供电端子3；第二气体放电灯供电端子4；半桥高频转换电路，半桥高频转换电路的第一端与第一直流输入端子1连接，半桥高频转换电路的第二端与第二直流输入端子2及第一气体放电灯供电端子3连接，半桥高频转换电路的输出端与第二气体放电灯供电端子4连接；驱动电路5，与半桥高频转换电路的驱动端连接；第一异常保护电阻6，一端与第一直流输入端子1电连接；常闭温控开关7，第一异常保护电阻6的另一端通过常闭温控开关7与驱动电路5的供电端连接。
在一个实施例中，400V的直流正负电压经第一直流输入端子1和第二直流输入端子2输送至半桥高频转换电路的两端，由半桥高频转换电路进行DC-AC高频转换,由半桥高频转换电路驱动气体放电灯21工作。例如，驱动电路5可以为15V/DC小功率电源驱动芯片。另外，第一异常保护电阻6和常闭温控开关7为驱动电路5提供电源。采用第一异常保护电阻6与常闭温控开关7串联的这种电路，可以在当通电后，将直流400V经限流后向驱动电路5供电15V电源，这样就做成了一个数秒内可提供数十毫安启动电流的启动电源。这样，可以省去现有技术中交流镇流器中使用的内置电源和单片机控制的相关器件。然而，现有技术中的交流镇流器由于具有内置电源和单片机等，会降低其可靠性。一旦内置电源损坏，整个产品就不会工作；又如，单片机在遇打雷、设计布局位置不对、高压触发启动、PCB走线不当生产的尖峰电压也会损坏，这也会使可靠性降低。本实用新型由于没有内置电源的单片机，因而，其可靠性大大提高。
可见，由于本实用新型采用了直流，因此不必考虑电磁干扰、功率因数校正、电谐波等要求，可使产品元件减少50％以上，因而具有成本低、体积小、可靠性高的特点。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括高频电流互感器8，高频电流互感器8包括相互耦合的第一线圈和第二线圈，第一线圈串联在第一气体放电灯供电端子3与第二直流输入端子2之间，第二线圈与驱动电路5的供电端连接。这样，由于互感的原理，当气体放电灯启动后，半桥高频转换电路输出的高频电流流经第一线圈，从而在第二线圈获得15V左右高频交流电压，从而为驱动电路5供电。这样，当第二线圈有电压后，第一异常保护电阻6与常闭温控开关7构成的停止供电。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括第二异常保护电阻9，第一异常保护电阻6依次通过常闭温控开关7及第二异常保护电阻9与驱动电路5的供电端连接。例如，第一异常保护电阻6和第二异常保护电阻9可以采用水泥电阻。常闭温控开关7可以采用45度扁形常闭温控开关。特别地，在一个实施例中，通过热缩套管将第一异常保护电阻6、常闭温控开关7及第二异常保护电阻9加热收紧。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括共模滤波电感10，共模滤波电感10包括第一电感和第二电感，第一电感与第一直流输入端子1连接，第二电感与第二直流输入端子2连接。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括防反接二极管11，第一电感通过防反接二极管11与半桥高频转换电路的第一端连接。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括直流波滤电容12，一端与半桥高频转换电路的第一端连接，另一端与半桥高频转换电路的第二端连接。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括高频扼流电感13，半桥高频转换电路的输出端通过高频扼流电感13与第二气体放电灯供电端子4连接。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括隔直换相电容14，半桥高频转换电路的输出端通过隔直换相电容14与高频扼流电感13连接。
优选地，半桥高频转换电路包括第一功率管15、第二功率管16、线圈一17、线圈二18和线圈三19，线圈一17与驱动电路5连接，第一功率管15的漏极与第一直流输入端子1连接，第一功率管15的源极与第二功率管16的漏极连接，第二功率管16的源极与第二直流输入端子2连接，第一功率管15的栅极与源极之间通过线圈二18连接，第二功率管16的栅极与源极之间通过线圈三19连接，线圈一17分别与线圈二18及线圈三19耦合。
优选地，灯用直流电子镇流器还包括整流二极管20，第二电感通过整流二极管20与驱动电路5的供电端连接。
下面，对本实用新型在气体放电灯热态重启和开路状态的异常保护原理进行介绍：
当气体放电灯正常工常状态而供电发生瞬间断通时，气体放电灯会熄灭。这时，气体放电灯的温度很高，3-4KV的触发电压不能使气体放电灯启动，而需上万伏才可热启动。此时，本实用新型的电路状况是，高频电流互感器8的第二线圈无电压，而第一异常保护电阻6、常闭温控开关7及第二异常保护电阻9恢复供电。由于此时气体放电灯需冷却5-10分钟，如果不能在数秒内断开驱动电路5的电源,第一功率管15和第二功率管16会在20-30秒发热损坏。当第一异常保护电阻6、常闭温控开关7及第二异常保护电阻9恢复供电后，高频电流互感器8的第二线圈不能反馈供电，第一异常保护电阻6和第二异常保护电阻9发热，这样，约5-10秒后常闭温控开关7断开，于是，驱动电路5停止工作，从而实现了对第一功率管15和第二功率管16的保护。
当常闭温控开关7冷却到30度以下时，常闭温控开关7才能重新启动。由于第一异常保护电阻6、常闭温控开关7及第二异常保护电阻9外面有热缩套管加热收紧，所以保温效果良好，内部温度降低到30度以下需10-15分钟。此时，气体放电灯巳冷却到常温。灯会重启,当然，如气体放电灯装在散热效果差的灯具内,可能温度还会很高,但也没问题，会重复启动，不会损坏第一功率管15和第二功率管16。
气体放电灯的开路保护原理与热态重启保护一样，可重复保护动作。当新装的气体放电灯不慎发生输出线或灯头内部短路时,400V的直流输入经第一异常保护电阻6、常闭温控开关7及第二异常保护电阻9为驱动电路5提供的15V的直流供电，在一个未图示的实施例中，还需经一只N-MOS开关管后才能为驱动电路5供电。当气体放电灯输出端短路时，该管的栅极无电压，处截止关闭状态，所以驱动电路5的VCC端无电压，也不会启动，只有断电故障解除后才能重启。
由于驱动电路5的供电是利用电阻降压发热使温控开关动作原理来实现灯热态启动保护的，当气体放电灯灯启动后，关闭了第一异常保护电阻6及第二异常保护电阻9后，驱动电路5供电是由高频电流互感器8提供。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种灯用直流电子镇流器，其特征在于，包括：
第一直流输入端子(1)；
第二直流输入端子(2)；
第一气体放电灯供电端子(3)；
第二气体放电灯供电端子(4)；
半桥高频转换电路，所述半桥高频转换电路的第一端与所述第一直流输入端子(1)连接，所述半桥高频转换电路的第二端与所述第二直流输入端子(2)及所述第一气体放电灯供电端子(3)连接，所述半桥高频转换电路的输出端与所述第二气体放电灯供电端子(4)连接；
驱动电路(5)，与所述半桥高频转换电路的驱动端连接；
第一异常保护电阻(6)，一端与所述第一直流输入端子(1)电连接；
常闭温控开关(7)，所述第一异常保护电阻(6)的另一端通过所述常闭温控开关(7)与所述驱动电路(5)的供电端连接。
2.根据权利要求1所述的灯用直流电子镇流器，其特征在于，所述灯用直流电子镇流器还包括高频电流互感器(8)，所述高频电流互感器(8)包括相互耦合的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈串联在所述第一气体放电灯供电端子(3)与所述第二直流输入端子(2)之间，所述第二线圈与所述驱动电路(5)的供电端连接。
3.根据权利要求1所述的灯用直流电子镇流器，其特征在于，所述灯用直流电子镇流器还包括第二异常保护电阻(9)，所述第一异常保护电阻(6)依次通过所述常闭温控开关(7)及所述第二异常保护电阻(9)与所述驱动电路(5)的供电端连接。
4.根据权利要求1所述的灯用直流电子镇流器，其特征在于，所述灯用直流电子镇流器还包括共模滤波电感(10)，所述共模滤波电感(10)包括第一电感和第二电感，所述第一电感与所述第一直流输入端子(1)连接，所述第二电感与所述第二直流输入端子(2)连接。
5.根据权利要求4所述的灯用直流电子镇流器，其特征在于，所述灯用直流电子镇流器还包括防反接二极管(11)，所述第一电感通过所述防反接二极管(11)与所述半桥高频转换电路的第一端连接。
6.根据权利要求1所述的灯用直流电子镇流器，其特征在于，所述灯用直流电子镇流器还包括直流波滤电容(12)，一端与所述半桥高频转换电路的第一端连接，另一端与所述半桥高频转换电路的第二端连接。
7.根据权利要求1所述的灯用直流电子镇流器，其特征在于，所述灯用直流电子镇流器还包括高频扼流电感(13)，所述半桥高频转换电路的输出端通过所述高频扼流电感(13)与所述第二气体放电灯供电端子(4)连接。
8.根据权利要求7所述的灯用直流电子镇流器，其特征在于，所述灯用直流电子镇流器还包括隔直换相电容(14)，所述半桥高频转换电路的输出端通过所述隔直换相电容(14)与所述高频扼流电感(13)连接。
9.根据权利要求1所述的灯用直流电子镇流器，其特征在于，所述半桥高频转换电路包括第一功率管(15)、第二功率管(16)、线圈一(17)、线圈二(18)和线圈三(19)，所述线圈一(17)与所述驱动电路(5)连接，所述第一功率管(15)的漏极与所述第一直流输入端子(1)连接，所述第一功率管(15)的源极与所述第二功率管(16)的漏极连接，所述第二功率管(16)的源极与所述第二直流输入端子(2)连接，所述第一功率管(15)的栅极与源极之间通过所述线圈二(18)连接，所述第二功率管(16)的栅极与源极之间通过所述线圈三(19)连接，所述线圈一(17)分别与所述线圈二(18)及所述线圈三(19)耦合。
10.根据权利要求4所述的灯用直流电子镇流器，其特征在于，所述灯用直流电子镇流器还包括整流二极管(20)，所述第二电感通过所述整流二极管(20)与所述驱动电路(5)的供电端连接。
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