CN2167506Y

CN2167506Y - 带有串滤电路的气体放电灯电子镇流器

Info

Publication number: CN2167506Y
Application number: CN 93225819
Authority: CN
Inventors: 杨根元; 杨文斌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-05-31
Filing date: 1993-05-31
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2003-05-31

Abstract

本实用新型是一种气体放电灯电子镇流器，它除了包含一些基本电路外，还设计了串滤电路以及相对应的辅串滤电路。串滤电路中的电容C₄与负载串联，另一端接电源E_C，或直接接地。此电路的电源电流呈正弦波形，具有超高功率因数(λ＝1.00)，超低谐波干扰(THD≤10％)，卓越的预热启动功能和超优性价比等优良性能。以上述线路为基础的串滤式脉动型超高性能电子变压器，还采用高频单向脉动电压启燃霓虹灯等气体放电灯，并有开路保护功能，克服了电泳、飞弧与窜扰现象，便于室内外安装使用。

Description

本实用新型属电光源技术领域，是一种带有串滤电路的气体放电灯电子镇流器。

由于气体放电灯电子镇流器的明显节能效果而越来越被人们广泛使用，其性能也逐渐被改进。如“带有逐流电路的荧光灯电子镇流器”（CN90215538.5）具有较优性能价格化，可以达到IEC及国家行业标准中关于带H标志高性能电子镇流器的要求。但是，这种镇流器的电源电流为趋于连续的階梯波，还达不到正弦波的要求，线路标称功率因数一般也超不过0.95，电源电流3次以上谐波还达不到低畸变型要求。因此，这种电子镇流器在要求高的场合还不能使用。

本发明的目的在于提供一种不但能达到IEC及国家行业标准中关于不带H标志的低畸变型要求，而且还可以达到超低畸变型的气体放电灯电子镇流器。

本发明设计的电子镇流器包括过流、过压、过热自动保护电路、桥式整流电路、高频发生与控制电路等基本电路。为了解决原有电子镇流器存在的问题，本发明还设置了串滤电路及与之相对应的辅串滤电路。

为了提高电子镇流器的性能使其具有较强的适应外界恶劣环境的能力，本发明还可以设置功率匹配与缓冲补偿电路，预热启动电路、异常状态自动保护电路等。图1给出了本镇流器的电路方框图，图2为本电子镇流器的一种电原理图。其中，F_c、F_v、F_T分别为过流、过压、过热自动保护电路，构成方框1。二极管D₁～D₄构成桥式全波整流电路3。高频发生与控制电路5采用EB－Ⅰ、EB－Ⅱ、EB－Ⅲ型均可（见《电光源》，1990，NO5.NO6），图中由BG₁、BG₂、L₃、L₄、L₅、R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、C₆、C₈、D₆和D₇经电路连接组成。功率匹配与缓冲补偿电路6为通常电路，它由电容C₅、C₇、C₉和电感L₆组成。7为一种新颖的预热启动电路，它由电敏电压为V_s的突变型压敏电阻R_v或其它有类似功能的元器件与PTC串联后分别串接在荧光灯管两组灯丝中间，而启动电容C₇并接在与L₆及C₄相连接的另外两个灯丝脚上（如图2所示）。V_s的选择必须满足V_lp＜V_s＜V_gp，式中V_lp为荧光灯管正常燃点时的灯管高频电压峰值，V_gp为荧光灯管辉光放电电压峰值。R_v、PTC与C₇的这种新颖在电路接法，既可以起到预热启动效果，又可以提高镇流效率10％以上，同时还可以降低温升和提高可靠性，R_v与PTC只用一种或R_v与PTC串联中的PTC用电阻代替都能取得较好效果。8为一般的异常状态自动保护电路。本镇流器中特别设置了串滤电容C₄，它的一端与灯管负载9串联，另一端接整流脉动输出正端，构成串滤电路4，其主要特点是整流后不接通常的滤波电容，所以供给高频发生与控制电路的电源E_c为单向脉动直流电压，与之相对应，在市电输入端V_λ与整流脉动直流输出端之间还设置了一个辅串滤电路2、它由电感L₁、L₂和电容C₁、C₂以及高旁小电容C₃构成，其中L₁、L₂和C₁、C₂组成双∏共模抑制及高频滤波电路，串接于市电输入端与整流电路交流输入端之间，C₃并联在整流电路脉动直流输出端的正负端之间，起高频旁路作用。上述电子镇流器中设置串滤电容C₄的作用原理如下：当电源V_λ接通时，三极管BG₂由于电源通过电阻R₁、R₂注入后首先导通，电源E_c对C₄、C₇以及L₆、L₅、BG₂组成的串联电路进行脉冲充电，一方面C₄与L₆进行串滤储能，另一方面C₇与L₆产生串联谐振，在C₇两端产生高频高压，使气体放电灯管9击穿启动，流过灯管9的电流主要由L₆限制于额定值。当BG₂截止，BG₁导通时，C₄与L₆的储能通过BG₁、L₅、L₆和灯管9脉冲放电，这样周而复始，由BG₁和BG₂为核心组成的高频发生与控制电路就一直维持高频振荡。串滤电容C₄在BG₂导通时与灯管负载一起串联后起滤波供电和储能作用。又当BG₁导通时靠C₄及L₆的储能给灯管负载续流，而D₁～D₄始终处于导通状态，所以电源电流I_λ完全呈正弦波形，串滤电容C₄要比一般灯管负载回路隔直流电容大很多很多，由量变引起质变，充当了串滤电路顶梁柱作用。串滤电路C₄一端可以不接E_c而接地或串接在灯管9与高频发生与控制电路输出端之间都能起到同样串滤作用。

本发明中的气体放电灯（负载）9包括低气压汞蒸汽放电灯（如荧光灯、紫外灯、霓虹灯）、低压钠灯、高强度气体放电灯（如高压钠灯、高压汞灯、金属卤化物灯）等。

图3给出了本发明的另一种线路形式。其中除了过流、过压、过热自动保护电路、全波整流电路、高频发生与控制电路、串滤电路和辅串滤电路等基本电路之外，还可以设置功率匹配高频高压变压器T_r、高频单向脉动二极管D_h、开路异常状态自动保护电路18。串滤电容C₄的一端与T_r的初级线圈L₁₆相串联，另一端接电源E_c或直接接地。L₁₆一端与高频发生与控制电路的输出端L₁₅相接，与之相对应的辅串滤电路的C₁、C₂、L₁、L₂和C₃的连接与前述相同。气体放电灯9如果是荧光灯的话，一般接于T_r次级线圈L₁₇输出端的A与C端之间，L₁₇中间可以适当抽头供给灯管预热电压。如果是霓虹灯的话，一般接于BC端之间。次级线圈L₁₇一端接高频单向脉动二极管D_h，采用高频单向脉动电压去启动并燃点气体放电灯管，L₁₇的另一端接地或浮动。本线路形式的特点是既带有串滤电容C₄供电，又带有单向脉动输出端B去燃点气体放电管9（如霓虹灯管），同时又具有可靠的开路异常状态自动保护电路18，因而构成了串滤式脉动型霓虹灯超高性能电子变压器。开路异常状态自动保护电路18是利用当输出开路时产生高频高压飞弧放电原理设计的开路保护器，具有独特的新颖性。方框如图3中18所示，具体结构如图4所示，19为金属小圆弧尖端，20为低熔点合金熔丝，21为金属支架和插头，22为耐高温阻燃塑料园罩，用以保护20及21，园罩22顶头开有一个放电小园孔φ。当出现开路时，A端出现很高的高频高压，由19尖端窜过φ小孔对20进行高频高压飞弧放电，由于飞弧放电点产生很高温度而迅速使低熔点合金熔丝20熔断。当20熔断以后，由BG₁与BG₂为核心组成的高频发生与控制电路的电源回路地地线G′与电源E_c的地G的连接被切断，马上停振，可靠地达到保护之目的。只要更换一个由20、21和22组成的开路保护器，排除故障后又能正常燃点。图4中23为电子变压器外壳，X与Y为金属插座，并由20通过21和X与Y把电源E_c的地G与高频发生与控制电路的地G′连接在一起。众所周知，普通的霓虹灯管是靠电感型漏磁高压变压器击穿启动并限流燃点。其结构虽简单，但是体积大，能耗高、功率因数低，开路时易击穿，安装使用也不方便。目前普通的霓虹灯高频电子变压器，存在严重的“高频窜扰”与“飞弧”现象。开路缺乏可靠的自动保护、线路功率因数不高、电源电流谐波大，不宜在室外场所使用，严重影响其推广应用。本发明设计的电子镇流器可以燃点所有的气体放电灯，也可以构成霓虹灯超高性能电子变压器，可以有效地克服“电泳”、“飞弧”和“窜扰”现象，稳定可靠，便于在室内外安装使用。

本发明设计的带有串滤电路气体放电灯超高性能电子镇流器或电子变压器，不但可以轻而易举地达到IEC和国家行业标准中不带H标志的低畸变型电子镇流器的要求，而且还可以达到超低畸变型要求，成本和体积增加不多，性能价格比极高，可以达到如下主要性能指标：

额定电源电压V_λ：220V50H_z；标称线路功率W：9_w～40_w～120_w

标称线路电流I_λ；0.041_A～0.182_A～0.55_A；

标称线路功率因数λ：1.00；标称流明系数μ：95％

灯电流波峰系数m：≤1.7；预热启动时间t_h：0.4_sec≤t_h≤5_sec

电源电流谐波n:n₂≤2％、n₃≤5％、THD≤10％；

线路传导干扰FCC：≤48dB

具有过流、过压、过热与异常状态自动保护功能。

附图1为本发明的一种电路方框图。

附图2为相应于上述方框的电子镇流器的电原理图。

附图3为本发明的另一种电子线路形式。

附图4为开路保护器结构图

实施例：

气体放电灯超高性能电子镇流器原理图2中，C₁＝C₂＝C₃＝0.1μf／400V、C₄＝47μf／250V、C₅＝1n ／400V、C₆＝C₈＝1μf／16、C₇＝22n／630V、C₉由调节确定、L₁＝L₂＝3MH、L₃、L₄、L₅在R3Kφ10磁环上绕4T、4T、5T、L₆由调节功率确定、R₁＝510KΩ、R₂＝910KΩ、R₃＝R₄＝18Ω、R₅＝R₆＝9.1Ω、D₁～D₇为IN4007、BG₁＝BG₂为MJE13005，经电路连接后封装于外壳内。

气体放电灯超高性能电子镇流器电原理图3中，C₁＝C₂＝C₃＝0.1μf／400V、C₄＝47μf／250V、C₅＝1n ／400V、C₁₆＝0.1μf／63V、R₁₁＝R₁₂＝510KΩ、R₁₃＝R₁₄＝18Ω、L₁＝L₂＝3MH、L₁₃、L₁₄、L₁₅在R3Kφ10磁环上绕4T、4T、5T、L₁₆及L₁₇由调节功率确定、D₁～D₄及D₁₅、D₁₆均为IN4007、D_d为DB₃、D_h为2CGL30KV、BG₁＝BG₂＝MJE13005，经电路连接后封装于外壳内，即得到带有串滤电路的气体放电灯电子镇流器。

Claims

1、一种气体放电灯电子镇流器，包括具有过流、过压、过热自动保护功能的电路，桥式全波整流电路、高频发生与控制电路等基本电路，其特征在于不接通常的滤波电容，而设置有一个串滤电路以及与之相对应的辅串滤电路。其串滤电路为一个串滤电容C₄，串接在负载回路内。辅串滤电路由电感L₁、L₂和电容C₁、C₂和高旁小电容C₃构成，其中L₁、L₂、C₁、C₂组成双Π共模抑制及高频滤波电路，串接于市电输入端与整流电路交流输入端之间，C₃并联在整流电路脉动直流输出端的正负端之间。

2、根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于串滤电容C₄要比一般灯管负载回路隔直流电容大很多很多，由量变引起质变，可以串接在气体放电灯管负载与高频发生与控制电路的输出端之间，而灯管负载的一端接电源E_c，或直接接地。

3、根据权利要求1和2所述的电子镇流器，其特征在于串滤电容C₄的一端与灯管负载串联，另一端接电源E_c，或直接接地。

4、根据权利要求1、2和3的要求所述的电子镇流器，其特征在于还包括有新颖的预热启动电路，它有压敏电阻R_v或其它有类似功能的元器件与PTC串联后分别串接在荧光灯管两组灯丝中间，而启动电容C₇并接在与L₆及C₄相连接的另外两个灯丝脚上，R_v与PTC只用一种或R_v与PTC串联中的PTC用电阻代替都能起到较好效果。

5、根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于还包括有功率匹配高频高压变压器T_r，高频单向脉动二极管D_h和独特新颖的开路异常状态自动保护电路。其中串滤电容C₄的一端与T_r的初级线圈L₁₆串联，另一端接电源E_c，或直接接地，L₁₆的一端与高频发生与控制电路的L₁₅相接，T_r的次级线圈L₁₇一引出端为A，另一端C接地或浮动。荧光灯管等气体放电灯管负载一般接于图3所示的AC之间，L₁₇中间可以适当抽头供给灯管预热电压。

6、根据权利要求1与5所述的电子镇流器，其特征在于T_r的次级线圈L₁7的A端再接D_h，从D_h的另一脚引出为B端，可以构成超高性能电子变压器，霓虹灯管等气体放电灯管负载可以接在图3所示BC端之间。其开路异常状态自动保护电路的基本特征是利用开路时的高频高压飞弧放电原理设计的开路保护器，由图3中方框18所示，具体结构如图4中所示，由金属小园弧尖端19和低熔点合金熔丝20为核心和顶头开有小园孔φ的耐高温阻燃塑料园罩22组成，21为金属支架和插头，X与Y为金属插座，23为电子变压器外壳，并且由低熔点合金熔丝20通过21和X与Y把电源E_c的地G与高频发生与控制电路的地G′连接在一起。