CN2236714Y

CN2236714Y - 高压钠灯高频驱动装置

Info

Publication number: CN2236714Y
Application number: CN 95215588
Authority: CN
Inventors: 何敏智
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2005-06-30

Abstract

本实用新型提供了一种高压钠灯高频驱动装置，由PWM控制电路、高频功率输出、高压触发、转换及灯电流检测电路组成。其主要特征是：电路里接有由电阻R19至R21、二极管D5、三极管Q7、Q8、Q9、继电器J1、J2组成的转换电路，将来自高压触发电路的电压接至钠灯，触发起动和保持钠灯的正常工作。同时在电路里还采用了大功率场应管Q5、Q6组成的半桥开关电路，将VD300伏直流电压变换成高频电路，解决了钠灯的高频触发起动过程控制和稳定的高频驱动问题，使电路总效率≥90％。

Description

高压钠灯高频驱动装置

本实用新型涉及高压钠灯的控制装置，特别是一种高压钠灯的高频驱动装置。

普通的气体放电灯(钠灯)的驱动装置，是采用传统的铁芯线圈组成的电感镇流器，由于铁芯线圈组成的电感本身也消耗电能，而且起动电流一般都比较大，功率因数＜0.5，特别是当供电电压发生变化时，灯的工作电流、功率、亮度等均受影响。为此人们研制出电子镇流器代替传统式的电感镇流器，但它虽然具有电路结构简单，体积小，重量轻，起动快等优点，但接入电路时的功率因数同样很低，只有0.5左右，并且谐波干扰严重，因此，同样达不到最佳的驱动效果。

本实用新型的目的是提供一种采用有效的控制电路，解决了高压钠灯的高频触发起动，起动过程控制和的稳定的高频驱动间题的高频驱动装置。

本实用新型的技术解决方案是：该驱动装置由PWM控制电路、高频功率输出电路、限流电路、高压触发电路、转换电器、钠灯及其检测电路和直流电源组成。其中高压触发电路由变压器B₂、电感L₁电阻R₁₄、继电器JR₂组成，电感L₁、变压器B₂和继电器是串联，一端经电容C₈接至高频功率输出端，另一端接公共地端。电阻R₁₄一端接钠灯NG，另一端接变压器B₂的一端。转换电路由电阻R₁₉至R₂₁、二极管D₅、三极管Q₇、Q₈、Q₉、继电器J₁、J₂组成。电阻R₁₉和二极管D₅的一端同接三极管Q₇的基极，Q₇的集电极分别接继电器J₁和电阻R₂₀的一端，电阻R₂₀的另一端接三极管Q₈的基极，Q₈的集电极分别接三极管Q₉的基极和电阻R₂₁的一端，Q₉的集电极经继电器J₂线圈接电源VC，三极管Q₇、Q₈、Q₉的发射极及二极管D₅的一端同接地端。灯电流检测电路变压器B₃、二极管D₁-D₄、电阻R₁₅-Q₁₈、电容C₆、C₇组成。其中由二极管D₁、D₂、电容C₆、电阻R₁₅、R₁₆、R₁₇组成灯的整流、滤波、分压取样电路，由二极管D₃、D₄、电容C₇、电阻R₁₈组成起动电流检测电路，该电路经变压器B₃接至灯NG的一端，另外两端一端经电阻R₁₈接到转换电路的输入端，另一端经电阻R₁₆接至PWM控制电路集成块IC的1脚。

本实用新型与现有技术比具有如下优点：(1)采用高频驱动的灯电路效率达到95％，比普通电子镇流器电路可节电5％～10％。(2)每个单元灯电路的线电流降低为普通镇流器电路的1/3以下，从而可大大降低线路的输电损耗。(3)高频电路能使灯管稳定地工作于最佳状态，可延长灯的工作寿命。(4)本驱动装置适用于专用的直流供电照明系统，并且可将系统的交流一直流集中变换，使系统中每个灯的单元电路成本降低近50％。同时提高了系统的可靠性。

下面结合附图对本实用新型加以说明：

图1为本实用新型的电路方框图；

图2为本实用新型的电原理图。

如图1所示：该驱动装置由PWM控制电路、高频功率输出电路、限流电路、高压触发电路、转换电路、钠灯、灯电流检测电路及电源电路共同组成。

其中PWM控制电路主要由集成块IC(TL494)、电阻R₁至R₆、电容C₁至C₃组成，主要作用是输出占空比受控制的驱动脉冲，用以调整高频功率级的输出功率。

高频功率输出电路：由电阻R₇至R₁₃、三极管Q₁至Q₆、

电容C₄、C₅、C₈共同构成，该电路是一个受控的功率转换电路，将直流电能变换成高频交换电能。

限流电路：由电感L₂、继电器JK₁组成，起稳定和限制灯的工作电流作用。

高压触发电路：由变压器B₂、电感L₁、电阻R₁₄、继电器触发JK₂组成，受控产生高压、触发起动高压钠灯工作。

转换电路：由电阻R₁₉至R₂₁、二极管D₅、三极管Q₇、Q₈、Q₉、继电器J₁、J₂组成。该电路在起动时将高压触发电路产生的高电压接至钠灯，起动后将来自限流电路的高频电流接至钠灯，而使高压触发电路停止工作。

灯电流检测电路：由变压器B₃、二极管D₁至D₄、电阻R₁₅至R_{1 8}、电容C₆、C₇组成。主要功能是检测灯的工作状态和工作电流，并将测得的电流信号转换成电压信号用以控制PWM电路的转换电路，自动完成触发起动→正常工作的过程。上述各电路互联构成灯驱动电路的总体，由电源线馈送的直流电能驱动工作。

如图2所示：电路的工作原理是：电路加电后，集成电路IC的4脚由于C₁的作用，电压由+5伏缓降至由电阻R₂和R₅分压后确定的电压值：于此同时，IC的9、10脚输出的两路脉冲占空比也由0变化至设定值，完成缓慢起动过程。由上述9、10脚输出的脉冲分别经Q₁、Q₂和Q₃、Q₄等组成的驱动电路送至大功率管Q₅和Q₆，使它们轮流导通，将VD的300伏直流电压变换成高频电流由A点输出。

电路刚起动时，由A点送出的高频电流还不能触发灯NG工作，由于此时经变压器B₃检出的灯电流为0。因此三极管Q₇导通，J₁吸合，Q₈截止，Q₉导通，J₂也吸合，导致开关JK₁受控分断，JK₂接通，高频电流经L₁、B₂、JK₂流通，在B₂₂上感应出高电压，经电阻R₁₄使灯NG触发起动。灯被触发后，其端电压迅速降至约20伏，此时反映至B₂级的阻抗也低，因此由电感L₁来限制B₂、JK₂接通。高频电流经L₁、B₂、JK₂流通，在B₂上感应出高电压，经电阻R₁₄使灯NG触发起动。灯被触发后，其端电压迅速降至约20伏，此时反映至B₂初级的阻抗也低，因此在B₂的一端串接电感L₁来限制B₂的电流，从而保护场效应管Q₅、Q₆不受过电流而损坏。

当灯NG起动后，变压器B₃检出电流经D₃检出的电流经D₃、D₄、C₇整流滤波后，经R₁₈使Q₇截止，J₁释放，Q₈导通，Q₉也截止，J₂释放。此时JK₁受J₁控制先接通，高频电流经L₂、JK₁向灯供电，由于电感L₂的感抗较小，因此类的供电电源较大。此瞬时由于JR₂仍为接通状态，继续向灯提供电流，从而完成了灯点燃的过渡过程。并通过设置在电路中的电阻R₁₄对B₂产生高电压作适应的限流。灯被起动后开关JK₂分断，同时切断B₂的高压回路，从而可确保灯电路完成触发起动的过程。

完成起动后的初期灯电流很大，B₃电压也高，此电压经二极管D₁、D₂、电容C₆、电阻R₁₅、R₁₆、R₁₇整流、滤波、分压后，馈送至集成块IC的1脚(误差放大器同相端)，与2脚的设定电压比较后，控制输出脉冲的占空比变小，从而使灯电流也变小，使电路稳定过渡。随着灯起动过程的延续，灯温升高，电压上升，电流下降。经B₃检出的低电压反馈至IC的1脚后又使输出占空比变大，灯电流增大。这种闭环控制不断变化的结果，使灯在一段时间后会自动转入稳定工作状态。而且当电源(VD)电压在一定范围内变动时，灯电流不会改变，从而灯的亮度也不会改变。

Claims

1、一种高压钠灯高频驱动装置，由PWM控制电路，高频功率输出电路、限流电路、高压触发电路、转换电路、钠灯及其检测电路和直流电源组成，其特征在于：

(1)所说的高压触发电路由变压器B₂、电感L₁、电阻R₁₄、继电器JK₂组成，其中电感L₁、变压器B₂和继电器JK₂是串联，一端经电容C₈接高频功率输出端，另一端接地，电阻R₁₄一端接钠灯NG，另一端接变压器B₂的一端；

(2)转换电路由电阻R₁₉—R₂₁、二极管D₅、三极管Q₇、Q₈、Q₉、继电器J₁、J₂组成，其中电阻R₁₉和二极管D₅的一端同接三极管Q₇的基级，Q₇的集电极分别接继电器J₁和电阻R₂₀的一端，电阻R₂₀的另一端接三极管Q₈的基极，Q₈的集电极分别接三极管Q₉的基极和电阻R₂₁的一端，Q₉的集电极经继电器J₂线圈接电源VC，三极管Q₇、Q₈、Q₉的发射极及二极管D₅的一端同接地端；

(3)灯电流检测电路由变压器B₃、二极管D₁至D₄、电阻R₁₅至R₁₈、电容C₆、C₇组成，其中由D₁、D₂、C₆、R₁₅、R₁₆、R₁₇组成钠灯的电流的整流、滤波、分压取样电路，由D₃、D₄、C₇、R₁₈组成起动电流检测电路经变压器B₃接至钠灯NG的一端，另外两端一端经电阻R₁₈接至转换电路输入端，另一端经电阻R₁₆接至PWM控制电路集成块IC的1脚。