CN2225120Y

CN2225120Y - 容性变压式高功率因数气体放电灯镇流器

Info

Publication number: CN2225120Y
Application number: CN 95202284
Authority: CN
Inventors: 俸玲; 俸靖; 俸远禧
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-01-26
Filing date: 1995-01-26
Publication date: 1996-04-17
Anticipated expiration: 2005-01-26

Abstract

本实用新型是一种用于金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯和容性变压式高功率因数气体放电灯镇流器，它由电容C₁、漏磁变压器B和灯管D构成工作电路；电容C₂和电感L₂构成功率因数校正及滤波电路；电容C₁和电感L₁构成对灯管的升压点燃电路；用继电器J的接点进行切换，使上述电路处于升压点燃工况或工作工况。它具有体积小，重量轻，用料省，造价低，伏安特性平稳，功率因数高且为容性进相，自身功耗小，工作电流近似于正弦波，对电网无高次谐波污染，安全可靠并能延长灯管寿命等特点。

Description

容性变压式高功率因数气体放电灯镇流器

本实用新型属电光源技术领域，用于金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯等大功率、高光效的气体放电灯作限流稳弧镇流器。

金卤灯是九十年代我国引进的第三代电光源新产品，其光效高、显色性好、寿命长、功率大，节能效果显著。目前它用由漏磁变压器和电容器组成的“超前顶峰式镇流器”来限制和稳定灯管的气体放电电流。这种镇流器笨重庞大，自身的功率损耗达灯的功率的15％左右，造价高，其最严重的缺点是电源电流的波形为马鞍形，总失真度达50％以上，三次谐波含量达40％以上，对电网产生严重的三次谐波污染，使三相交流电压因中性点偏移而不平衡，危害其他用电设备，难于被电网接受。高压钠灯和高压汞灯目前均使用电感镇流器来限制和稳定灯管的气体放电电流，其主要缺点是伏安特性很陡，电源电压升高，灯管将严重过电流，缩短灯管寿命；电源电压低于200V，灯管很易熄火，而处于时燃、时灭的状态，此时灯管电流会高于额定值的130％以上，会更快地缩短灯管的寿命。高压钠灯、汞灯的生产厂家都已注明要求电源电压只允许在额定值的+6％到-8％的范围内变化，这是低压供电电网无法实现的。因此，高压钠灯和汞灯的标称寿命是10000小时以上，实际寿命为2000—3000小时。电感镇流器的另一严重缺点是功率因数很低，钠灯0.3—0.4，汞灯0.4—0.5，要消耗大量的无功功率，影响低压电网的电压质量。功率小于450W的自镇流型高压汞灯，其严重缺点是：大幅度地降低发光效率，又使灯电流的波形严重畸变，总失真度高达60％以上，电源电压低于210V时，灯管的气体放电电流很难稳定，灯管极易熄灭。目前，国内外已陆续公告出一些气体放电灯镇流器的专利技术，由于各类气体放电灯的功率都较大，制造工艺、生产成本均不理想。

本实用新型的目的是提供一种体积小、重量轻、用料较省、伏安特性较平稳、电源电压变化对灯电流影响较小、功率因数高、能为电网和用户补偿无功功率、自身功率损耗小、电源电流的波形近似于正弦波、对电网无高次谐波污染，安全可靠、价格低廉，能通用于金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯的容性变压式高功率因数放电灯镇流器。

本实用新型的目的是这样实现的：它由电容C₁与漏磁变压器B的一、二次线圈W₁和W₂串联，将气体放电灯D接于二次线圈W₂的两端，构成工作电路；由电容C₁与电感L₁串联，构成对灯管D的升压点燃电路；还可以由电容C₂与电感L₂串联，再并接于漏磁变压器B的两端，构成功率因数校正及滤波电路，电流继电器J与上述电路连接，即用电流继电器J的接点J₁、J₂、J₃来进行切换，使上述电路处于升压点燃工况或工作工况。

由于采用容性变压式镇流器，适当选择漏磁变压器的变压比，可使电路的功率因数达0.8左右，由于整个电路为容性，可为电网和用户提供无功功率补偿；由于采用功率因数校正及滤波电路，使电源电流的波形近似于正弦波，抑制对电网的高次谐波污染；同时本实用新型还具有体积小、重量轻、用料较省、伏安特性较平稳、电源电压变化对灯电流影响较小，安全可靠、价格低廉的特点。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

图1是本实用新型的原理图。

图中1、电容C₁，2、漏磁变压器B，3、电感L₁，4、电容C₂，5、电感L₂，6、气体放电灯D，7、电流继电器J，8、泄放电阻R₁，9、泄放电阻R₂。

其工作原理是：在电路刚接通电源时，灯管尚未点燃，继电器J无电流通过，此时接点J₁接通，J₂和J₃断开，只有C₁和L₁构成的升压点燃电路通过电流。设计时使X_L1＞X_c1，则此电路中流过的是感性电流，故电感L₁上的电压降U_L1将高于电源电压u₁。由于各类气体放电灯对点燃电压有不同的要求，此电路用于金卤灯时应使u_L1＝1.5u₁，用于高压钠灯和汞灯时，应使u_L1＝1.2ul，则能保证在电源电流u₁≥170V时点燃灯管。

灯管D被点燃后，继电器J流过电流，使接点J₁断开，J₂和J₃接通，电路转换成工作状态。此时电感L₁断电，以减少功率损耗，灯管D的气体放电电流I₀由电容C₁的容抗X_c1和漏磁变压器B的漏磁电抗X_K来限制和稳定。由于灯电流是由漏磁变压器B的W₁和W₂两个线圈供给，故电源电流I₁小于灯电流I₀，适当选择漏磁变压器和变比，K＝W₁/W₂，可使此电路的功率因数达到0.8左右，又由于设计时使X_C1＞X_K，故整个电路为容性，电源电流I₁越前于电源电压U₁，能对电网和用户提供无功功率补偿。此时电容C₂和电感L₂也由于接点J₂的接通而并于漏磁变压器B的W₁和W₂线圈两端，可起到滤波作用，以改善电源电流I₁的波形，使I₁的波形近似于正弦波，同时C₂还能起到一定的功率因数校正作用。为降低生产成本，也可取消C₂和L₂回路，这时电源电流I₁中的高次谐振波含量会略有升高，但仍能符合IEC标准要求。

由于金卤灯、高压钠灯和汞灯的技术性能差异很大，且灯的功率范围也很大，由100W—1500W，故图1中各元件的参数要根据气体放电灯的种类和不同的功率具体设计选定，现给出250W各类气体放电灯的元件参数范围。

电容C₁ 13—20uF 500V

电容C₂ 2—6uF 500V

漏磁变压器的变压比 K＝W₁/w₂＝0.4—0.7

电感L₁ 1.5—3H

电感L₂ 20—50mH

电阻R₁＝R₂ 500K

本实用新型可用可控硅开关取代继电器J的接点J₁、J₂、J₃来实现工况切换。

Claims

1、一种容性变压式高功率因数气体放电灯镇流器，其特征在于：由电容C₁与漏磁变压器B的一、二次线圈W₁和W₂串联，将气体放电灯D接于二次线圈W₂的两端，构成工作电路；由电容C₁与电感L₁串联，构成对灯管D的升压点燃电路；电流继电器J与工作电路和升压点燃电路连接实现工况切换。

2、根据权利要求1所述的容性变压式高功率因数气体放电灯镇流器，其特征在于：由电容C₂与电感L₂串联，再并接于漏磁变压器B的两端，构成功率因数校正及滤波电路。

3、根据权利要求1或2所述的容性变压式高功率因数气体放电灯镇流器，其特征在于：电流继电器与功率因数校正及滤波电路连接实现工况切换。

4、根据权利要求1或2所述的容性变压式高功率因数气体放电灯镇流器，其特征在于：由可控硅开关与工作电路和升压点燃电路、功率因数校正及滤波电路连接实现工况切换。