CN2253560Y

CN2253560Y - 高气压放电灯的电子镇流器

Info

Publication number: CN2253560Y
Application number: CN 96234453
Authority: CN
Inventors: 卢昌余; 方瑜; 刘涤尘
Original assignee: YIDE POWER TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co WUHAN CITY
Current assignee: YIDE POWER TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co WUHAN CITY
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2006-03-19

Abstract

一种高气压放电灯的电子镇流器，它有一个输入电源整流滤波电路，一个振荡激励电路，一个高频转换放大电路和放电灯、限流电感、启动电容组成的负载电路，振荡激励电路是用一个集成块IR2151(或IR2155)为基础，外配电阻、电容、二极管辅助元件组成，具有结构简单，成本降低，自身功耗小的特点，当电源电压在140-250V时，能可靠地使灯管启动和工作。

Description

高气压放电灯的电子镇流器

本实用新型涉及高气压放电灯，如高压钠灯、汞灯、金属卤化物灯的电子镇流器。

先前的放电灯用镇流器是电感式镇流器，体积大、重量重，费铜铁材料、运输安装量大、镇流器本身功率损耗大，有嗡嗡响声，使灯管受电网电压波动影响大，照明不稳。近十年来，发明了多种性能好的电子镇流器。CN2043441U是一个代表性的成功实例，该专利使用二个功率场控晶体管和一些辅助元件把输入的50Hz交流电变换成高频交流电，高频交流电作为电源提供给放电灯和与灯串联的镇流电感。高频交流电的频率等于二个功率场控晶体管的开关频率，由控制电路决定。控制电路部分中，控制电源电路为压控振荡电路和推动电路提供电源电压，同时为电压取样电路提供取样电压。压控振荡器产生方波输出，方波频率受来自电压取样电路的电压大小控制……方波输出经推动电路进行功率放大，再经隔离电路和脉冲成形电路获得两组具有一定脉冲形状的控制电压，分别控制功率场控晶体管T1、T2的开关状态，这种采用独立振荡电源驱动二个功率管的结构，有较好的波形物性，受供电电压波动影响较小，灯的工作状态较稳定可靠，镇流器的体积和重量均较电感式镇流器小，这是其优点。该专利除主电路外，控制电路即振荡激励电路有控制电源电路，电压取样电路、压控振荡电路，推动电路，隔离电路，脉冲成形电路，电路显得复杂，增加了成本及功耗。

本实用新型的目的是提供一种改进的高气压放电灯电子镇流器，该镇流器在振荡激励部分使灯能可靠地工作，而电路结构较CN2043441U简化，功耗更小，成本可降低。

为实现上述目的，本实用新型用一个集成电路为基础，外周配接辅助元件构成振荡激励电路，取代CN2043441U中由控制电源电路，电压取样电路，压控振荡电路、推动电路，隔离电路，脉冲成形电路组成的控制电路。本实用新型具体包括一个输入电源整流滤波电路I，一个振荡激励电路II，一个高频转换放大电路III，一个启动电容，一个限流电感和负载高气压放电灯，整流滤波电路产生直流脉冲电压，此电压经串联的二个功率管变成高频电压，高频电压从整流电路串联的二个电容中点和二个顺序串联的二个功率管的连接点输出，接到由高气压放电灯和启动电容并联后与限流电感串联的负载电路的两端，为之提供高频电源，振荡激励电路用一片集成电路IR2151或IR2155为基础，外围配置4个电阻、3个电容以及一个二极管辅助元件构成，它取整流滤波电路的直流电压，经过一个电阻R1、电容C5、二极管V5为IR2151提供工作电源、IR2151的第2、3脚连接有确定工作频率的电阻电容R2、C7，而从第5、第7脚经电阻R3、R4输出至功率管V6、V7的栅极，第6脚与V6、V7的连接点连接，又与限流电感连接，实现振荡激励功能。

为防止灯在异常状态下工作时对电子镇流器的损害，可在本实用新型上设置一异常保护电路，该保护电路是在集成电路IR2151或IR2155的第3、第4脚间设一可控硅管，从负载电路中的限流电感付绕组一端与可控硅管的控制极和IR2151的第4脚联接，限流电感付绕组的另一端串联一个整流二极管整流，一个限流电阻限流，一个稳压管稳压后接到可控硅管的控制极，为了增压和稳压管并联一个电阻、一个电容。在异常状态下，取自限流电感付绕组的异常信号通过稳压管触发可控硅管使其导通，使集成电路IR2151的第3脚和第4脚短路接地，振荡激励电路停止振荡，以实现异常保护。

本电子镇流器的限流电感和启动电容选用参数，使其谐振于基波的3次、5次或7次频率上。

本电子镇流器振荡激励电路中采用的IR2151或IR2155集成电路是一种高压、高速、微功耗MOSFET和IGBT激励源，因此可以简化该镇流器的电路。本实用新型的具体电路由以下实施例及其附图给出。

图1是高气压放电灯电子镇流器的电路图。

下面结合附图详细说明依据本实用新型提出的具体电路的原理及工作情况。

图1所示，本实用新型包括L1、C1、C2、C3、C4、V1、V2、V3、V4组成的整流滤波电路I，集成块IR2151、R1、R2、R3、R4、C5、C6、C7、V5组成的振荡激励电路II，两个串联功率管组成的高频转换放大电路III，NG、C9、L2组成的限流负载电路，或者还有可控硅管V10、二极管V8、稳压管V9、电阻R5、R6、电容C10组成的异常保护电路。负载放电灯NG与启动电容C9并联后和限流电感L2串联，220V、50Hz输入电源经由整流滤波电路的滤波电容C3、C4相串联的中点11接至负载NG的一端，整流滤波电路输出的直流电压从9、10正向加在顺序串联的两功率管V6、V7组成的高频放大电路的12、13两端，高频转换放大的输出端14与L2的一端相联，给限流负载电路提供高频交流电源，振荡激励部分以集成电路IR2151为基础，外周配接着4个电阻R1、R2、R3、R4，3个电容C5、C6、C7及1个二极管V5，它的第1、5、7脚上分别连接着电阻R1、R4、R3，第2、第3连接着电阻R2，第1、4脚间连接电容C6，第3、4脚间接着电容C7，第1、8脚连接着二极管V5，第6、8脚间接着电容C5，取自整流电路10处的直流电压经R1、V5、C5滤波后为IR2151提供工作电源，从第1脚加入，由于第1脚内有一个齐纳箝位电路，所以足以使IR2151工作状态稳定，在第2、第3脚接有确定工作频率的电阻R2及电容C7，改变其值，振荡频率依f_o＝1/1.4R2·C7计算出，在IR2151的第7脚和第5脚的半桥式电源MOSFET和NGBT经电阻R3、R4输出至功率管(V_DMOS)V6、V7的栅极，这是一极性相反、幅度相等的方波，来驱动高频放大电路。V6、V7组成半桥式电路，串联二管脚的中点14既与IR2151的第6脚相接，又连接限流电感L2的另一端，这样与灯管并联的C9、L2组成串联谐振回路。灯在开启时，在串联谐振作用下，启动电容C9上提供灯管一个较高的开路电压，使灯管正常启动，启动后由L2的作用，将灯管电流限制在额定值内。

为抑制灯启动开始过程中的瞬时大电流，宜选择3倍、5倍或7倍于基频的谐振频率，由于是在倍频下启动灯、启动电容C9可以选得较小，而容抗则较大，有利于抑制启动时的冲击电流，这样可通过选择L2、C9的参数来实现。

灯在异常状态下工作，对电子镇流器会造成损害，其防止办法是设置异常保护电路，在IR2151的第3脚与4脚间连接一可控硅管V10，从限流电感L2付绕组一端与可控硅管V10的一端及第4脚相接，L2另一端串联一整流二极管V8、限流电阻R5和稳压管V9后接到可控硅管V10的控制极并和集成块IR2151的第4脚相接，为增加给稳压管V9的电压，稳压管V9并联一个电阻R6、电容C10。在异常状态下，取自L2的付绕组的异常信号电流通过稳压管V9触发可控硅管V10，迫使V10在异常状态下导通，使IR2151的第3脚和第4脚相通短路入地，振荡激励电路停止振荡激励，以实现异常保护，异常状态过后，可控硅管V10关断，振荡电路自动恢复工作，保护了电子镇流器的可靠运行。

由于振荡激励电路无需再单独设立工作电源，同时又无需设置电压取样、压控振荡、推动、隔离及脉冲成形电路，整个电路得以简化，成本下降，自身功耗进一步减小。

振荡激励电路也是荧光灯电子镇流电路中所必须的部分，本实用新型中的振荡激励电路原理同样可用于荧光灯电子镇流器的电路中。

当灯管选用150W高压钠灯时，用IR2151集成块作振荡激励的基本元件，R2选5.1K、C722CCP、振荡频率为24KC、V6、V7、L2与C9的谐振频率为基波的3倍频，当线路电压在140V-250V的，灯管能可靠启动和工作，电子镇流器自身功耗小于2W，整流后滤波器可采用有源滤波方式，其功率因数可提高到0.99以上，波峰比达到1.4、流明系数大于0.95。

Claims

1、一种高气压放电灯的电子镇流器，该镇流器包括一个输入电源整流滤波电路(I)，一个振荡激励电路(II)，一个高频转换放大电路(III)和一个由放电灯NG、电感L2、启动电容C9组成的限流负载电路(IV)，或者还有异常保持电路(V)放电灯NG与启动电容C9并联后串联电感L2，高频转换放大电路有两个顺序串联功率管V6、V7，它们的两端(12)、(13)分别接到整流滤波电路的输出端(10)、(9)，高频电压从整流滤波电路两个串联电容C3、C4的中点(11)和两功率管V6、V7的连接点(14)输出，加在负载电路的两端，其特征是振荡激励电路(II)由一集成电路IR2151或IR2155和它的第1、5、7脚上分别连接的电阻R1、R4、R3，第2、3脚间连接的电阻R2，第1、4脚间连接的电容C6，第3、4脚间连接的电容C7，第1、8脚间连接的二极管V5，第6、8脚间连接的电容C5构成，直流电压经R1、C5为集成电路IR2151或IR2155提供工作电源，第2脚、连接的电阻R2、电容C7有确定工作频率，在第7脚和第5脚的半桥式电源MOSFET和IGBT经电阻R3、R4输出至功率管V6、V7的栅极，第6脚与串联的两功率管V6、V7的接点(14)相接。

2、如权利要求1所述的高气压放电灯的电子镇流器，其特征是异常保护电路包括集成电路IR2151或IR2155的第3、4脚间串联的一个可控硅管V10，限流电感L2付绕组一端与可控硅管V1O的控制极和第4脚相接，另一端串联整流二极管V8，限流电阻R5和稳压管V9后接可控硅管V10的控制极，并和第4脚相联，稳压管V9并联一增压电阻R6、一个电容C10。

3、如权利要求1所述的高气压放电灯的电子镇流器，其特征是限流电感L2与启动电容C9参数选取使其谐振于基波的3次、5次或7次频率上。