CN2236714Y - 高压钠灯高频驱动装置 - Google Patents
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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
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R1 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)
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。
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1995
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