CN2315756Y - 高压钠灯电子镇流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高压钠灯电子镇流器。其特征是镇流器中有整流电路,与整流电路连接的滤波分压电路,与滤波分压电路连接的变频电路,输入端与输出端分别与变频电路和高压钠灯连接的功率输出电路。在整流电路和滤波分压电路中可连入保护电路。节约电能,提高功率因数,降低配电损耗,节约有色金属和矽钢片,消除频闪,提高光效,提高色温和显色指数,延长灯泡(管)的寿命。

Description

高压钠灯电子镇流器

本实用新型涉及的是一种镇流器，特别涉及的是一种高压钠灯电子镇流器。

高压钠灯有较高的发光效率和较强的透雾能力，光通稳定，紫外线辐射较弱，对温度不太敏感，不吸引蚊虫，已广泛用于城市道路、广场、车站、码头、工厂中，但使用这种高压钠灯必须配备专用的镇流器和触发器。目前使用的镇流器都是电感式镇流器。这种镇流器要消耗大量的有色金属和矽钢片。由于运行中率入此电感，使全灯功率因数变坏，功率因素降到0.3时，配电设备损耗就会增加到同容量(瓦数)白炽灯的11.1倍。用电感镇流器点燃的钠灯，电源电压超过5％时容易自熄，低于10％时光通降低，光色变差。灯泡(管)熄灭后需冷却5～10分钟才能再动功燃点。

鉴于以上原因，本实用新型的目的是为了提供一种节约电能、提高功率因素，降低配电损耗，节约有色金属和矽钢片，消除频闪，提高光效，提高色温和显色指数，延长灯泡(管)寿命的高压钠灯电子镇流器。

本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型中有整流电路，与整流电路连接的滤波分压电路，与滤波分压电路连接的变频电路，输入端和输出端分别与变频电路和高压钠灯连接的功率输出电路(参见图1～图3，图5，图6)，整流电路采用桥式整流电路。

上述的整流电路和滤波分压电路间连有保护电路(参见图1、图2)。

上述的保护电路中有接于整流电路输出端的继电器K1，集电极和发射极分别按于继电器K1和整流电路输出端的三极管V01，二极管VD01、VD02串联后再与取样电阻R01并联后接于三极管V01的基极和发射极间(参见图2)。

上述的滤波分压电路中有电容C1、C2、C7、C8(参见图2)。

上述的变频电路中有三极管VT1、VT2，振荡线圈L1、L2、L3，串联于振荡线圈L1上的电容C3，串联于振荡线圈L2上的电容C4，能使三极管VT1、VT2建立直流工作点的三极管VT1、VT2的基极偏置电阻R1、R3、R4、R6，使三极管VT1、VT2的基极电位箝位于设定值的基极箝位二极管VD5、VD6，能限制振荡线圈L1、L2振荡产生较高电压和较大电流的电阻R2、R5(参见图2)。

上述的功率输出电路中有电感线圈L4、电容C5、C6(参见图2)。

参见图1～图2，本实用新型工作时，先将220V50HZ交流电经整流电路和滤波分压电路整流成直流电并滤波，后经变频电路和功率输出电路逆变成28KHZ-50KHZ的交流电点燃高压钠灯。

和已有的电感镇流器相比，本实用新型具有如下优点：

1，节能效果显著：110W的高压钠灯用电感镇流器需1.3A工作电流，自身损耗为0.1A，供电设备无功损耗为0.7A，而用本实用新型电子镇流器只需0.5A的工作电流；400W的高压钠灯用电感镇流器需4.6A的工作电流，自身损耗为0.36A，供电设备无功损耗为2.44A，而用本实用新型电子镇流器只需1.8A的工作电流，供电设备无功率损耗特别小，几乎减小到零，电源电压波动(±U.3U)能正常燃点。

2，功率因素高：功率因素由电感镇流器的0.4以下提高到0.99以上。

3，光色好，光效高：光效由电感镇流器35lm/W提高到150lm/W显色指数由电感镇流器25提高到35。

4，不受电压波动的影响，灯泡熄灭后冷却再起动的时间短，110W的起动电流自0.3A线性上升不超过3分钟达到0.5A，稳定工作不再上升，400W自1A直线上升不超过3分钟达到1.8A稳定工作不再上升，钠灯灯泡熄后再起动需冷却的时同不超过1分钟(而电感镇流器需5～10分钟)。

5，无频闪，无冲击电流起动钠灯，灯泡寿命长，自身有保护功能，运行安全可靠。

6，元件少，材料易得，节约铜和矽钢片(110W的为3.5kg，400W的为13kg)，成本低，制作简单，容易。

7，无电磁辐射，不干扰其它电器设备。

本表只列出110W镇流器作比较，可看出电子镇流器克服了电感镇流器的所有缺陷。

下面结合附图详细说明本实用新型的实施例：

图1为本实用新型电路框图。

图2为本实用新型电路原理图。

图3为本实用新型安装焊接图。

图4为本实用新型外形图。

图5为保护电路中使用可控硅接线图。

图6为本实用新型另一电路框图。

参见图1、图2，本实用新型中有桥式整流电路1、保护电路2、滤波分压电路3、变频电路4，功率输出电路5。功率输出电路5接高压钠灯6。

整流电路1采用单相桥式全波整流，整流后的电流经保护电路送往滤波分压电路、变频电路、功率输出电路。

保护电路2的工作原理是：接通电源，电源经电源正端通过电子元器件继电器K1(采用JQX-13F2型)的常闭触点K01、电源取样电阻R01流回负端，R01设定工作电流为0.584A,110V高压钠灯小于0.584∧,R01上的压降就是型号为MJE13005型三极管VT01电流放大管基、发射极间的电压，小于0.7V(0.584×1.2),VT01不导通，集电极电流为零，K1两端无电压不动作，若某种原因R01上的电压达到或超过设定值，R01上的压降将达到或超过0.7V,VT01就导通，K1吸合，常闭触点K1断开，切断了电子镇流器主回路的供电，同时常开触点K02接通，使K1自锁，以保证K1始终断开，保护电子镇流器元器件特别是大功率晶体管被烧段。R01设定值可按

2AP型二极管VD01、VD02是VT01的保护二极管。取VD01、VD02总导通电压稍大于VT01发射极正向电压旁路瞬时过压引起的大电流，起到保护VT01的作用。另K1两端并联的电容C01是用来消除K1触点抖动，保证快速可靠吸合用的。K1可接至C7、C8的分压点。保护电路采用电子保险丝代替了普通保险丝，它能快速(比熔丝快得多)地切断后级各部分电路的电源，能避免大功率三极管损坏，增加其使用寿命。

保护电路中的三极管VT01可用VT(H)替代，其电路接线如图5所示。替代时设定动作电流的计算：

用VT(H)替代时不用VD01、VD02。

滤波电路3中C1、C2的作用，设175W/650V型三极管VT1导通，175W/650V型三极管VT2截止，VT1导通时C1放电。同时VT1内阻很小，300V左右的直流高电压差不多全部加在VT2的发射极和集电极上，这个电压产生的冲击大电流很容易使VT2承受不了而损坏，VT1导通时C2也被充电，C2吸收和旁路VT2部分高压大电流，由于C2的充电不是突变的对VT1突然导通引起的冲击电压和电流起旁路和缓冲作用，保护了VT2的发射极和集电极。VT2导通，VT1截止时C1的作用与VT1导通VT2截止时相同。VT1、VT2的轮流导通和截止，C1、C2也轮流充电和放电，所以说C1、C2是VT1、VT2的旁路缓冲保护电容，同时又是振荡的加速电容及防止外界杂波干扰的滤除电容和分压电容。这两只电容工作于高频，容量不要太大，一般用0.022μ通过的电压电流已足够了。C7、C8是串联分压给变频电路提供电流的电容，同时也是整流电路的滤波电容，它把300V左右的直流电压一分为二，变成150V左右的电压提供给变频电路，这样VT1、VT2的耐压、C7、C8的耐压都可降低要求选取C7、C8的容量从滤波效果的要求大一些比小一些的好，从提供电流的要求也是大一些比小一些的好，但太大体积就大，也不适合，太小容易发烫烧坏，一般30μ以上，耐压在160V以上即可。

变频电路4采用双管推挽输出，效率较高。L1、L2、L3是振荡线卷，L3提供正反馈使L1、L2产生振荡，使VT1、VT2轮流导通和截止，L1串联的C3、L2串联的C4也逐渐充电，随着C3、C4充电的逐渐饱和，振荡辐度逐渐加强，振荡频率也逐渐提高，灯头两端电压也逐渐升高，同时从电源吸收的电流也逐渐增加，这样使VT1、VT2及价格很高的高压钠灯灯管都免受冲击，有利于镇流器和灯管延长寿命。R1、R3、R4、R6是VT1、VT2的基极偏置电阻，给VT1、VT2建立直流工作点，VD5、VD6是VT1、VT2的基极箝位二极管，使两管的基极电位箝位于设定值。L1、L2振荡时产生的电压较高，电流也较大，这样对VT1、VT2不利，R2、R5就是限制L1、L2振荡产生的较高电压和较大电流用的，R2、R5的接入使振荡辐度恰如其分，因此振荡频率比不接R2、R5时稍有提高。

功率输出电路5中，L4、C5、C6组成串联谐振，L4两端的电压同C5、C6两端的电压大小相等，方向相反。瞬时功率也是大小相等、符号相反的。L4中的磁场能量增大时，C5、C6中的电场能量便减小，反过来也一样，两者相互补偿，与电源不发生能量的往返交换。C1、C2、C7、C8流入的只是补偿L4、C5、C6损耗的很少电流。L4、C5、C6谐振时的电压要比C1、C2及C7、C8施加的电压高很多倍，电子镇流器进一步提高功率因数的节能就在于此。L4具有扼流卷的作用。电子镇流器的镇流是靠L4、C5、C6共同完成的。改变L4匝数或磁芯间隙或改变C5、C6的容量都可改变频率和输出功率。功率从C4、C5两端取出，灯管就并接在C4、C5两端。C4、C5串联的目的是防止灯管断路时振荡电压很高被击穿。

可按图3所示的安装焊接图将元器件插好并焊牢，然后仔细检查，确认无误后才可接上灯头灯炮，通电调试。调试前在电源进线端串接一交流电流表，并接一交流电压表然后通电，通电后灯应发光，如不发光即用直流电压表测A、B两端电压应在300V左右，如有此电压可将L1或L2线头和线尾对调后即可振荡，起振后用高频电压表和频率计测C、D端电压和频率应符合要求，如不合要求适当调整L4磁方间隙使输入端电流起动为0.28A，正常工作为0.5A，起动时输出端电压为23V，频率28KHZ，正常工作时输出端电压为105V，频率为50KHZ。调试好后进行总装。

如图4所示将装好的电子镇流器芯用金属外壳7屏蔽以免谐波外泄干扰其它电器。在外壳上装百叶窗8。电线9、10分别接220V电源、高压钠灯。

本实用新型也可如图6所示不用保护电路，降低成本，但需按要求单独配用熔断器和熔丝。

表1为高压钠灯电子镇流器性能指标与高压钠灯电感镇流器性能指标比较表：

	电子镇流器	电感镇流器
			钠灯功率(W)	110	110
电源电压(V)	220	220
			U变化对φ的影响	U+时1变-U-时1变+	U+0.05自熄U-0.1降低
起动电源电流(A)	0.28	4-8
			工作电源电流(A)	0.50	1.3
灯头起动电压(V)	23	198
			灯头工作电压(V)	105	105
起动频率(Hz)	28KHz	50Hz
			工作率频(Hz)	50KHz	50Hz
起动时间(S)	150-180	300-480
			再起动时间(S)	40	300-900
功率因数	＜0.99	＞0.4
			无功损耗	＞0.01	＜0.6
光效1m/W	＜150	35
			显色指数	35-45	25
频阀效应	无	明显
			寿命(h)	比标准延长	3000-6000
重量(kg)	0.45	3.5

Claims (6)

1、高压钠灯电子镇流器，其特征在于所述的镇流器中有整流电路，与整流电路连接的滤波分压电路，与滤波分压电路连接的变频电路，输入端和输出端分别与变频电路和高压钠灯连接的功率输出电路。

2、如权利要求1所述的高压钠灯电子镇流器，其特征在于所述的整流电路和滤波分压电路间接有保护电路。

3、如权利要求2所述的高压钠灯电子镇流器，其特征在于所述的保护电路中有接于整流电路输出端的继电器K1、集电极和发射极分别接于继电器K1和整流电路输出端的三极管VT01，二极管VD01、VD02串联后再与取样电阻R01并联后接于三极管VT01的基极和发射极间。

4、如权利要求1所述的高压钠灯电子镇流器，其特征在于所述的滤液分压电路中有电容C1、C2、C7、C8。

5、如权利要求1所述的高压钠灯电子镇流器，其特征在于所述的变频电路中有三板管VT1、VT2，振荡线圈L1、L2、L3，串联于振荡线圈L1上的电容C3，串联于振荡线圈L2上的电容C4，能使三极管VT1。VT2建立直流工作点的三极管VT1、VT2的基极偏置电阻R1、R3、R4、R6，使三极管VT1、VT2的基极电位箝位于设定值的基极挂位二极管VD5、VD6，能限制振荡线圈L1、L2振荡产生较高电压和较大电流的电阻R2、R5。

6、如权利要求1所述的高压钠灯电子镇流器，其特征在于所述的功率输出电路中有电感线圈L4，电容C5、C6。

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