CN2379991Y - 一种高强度气体放电灯的电源装置 - Google Patents

Abstract

一种高强度气体放电灯的电源装置,由外壳、铁芯和电感线圈构成,其特征在于电感线圈的起始端设有抽头,其圈数比取1∶10至1∶30,抽头上接有电容器。具有功率因数高,又自发启动脉冲电压的特点,它与超前顶峰式镇流器相比,其自身功耗小、温升低、电源总谐波失真也小;与电子式镇流器相比,其可靠性和工作寿命明显提高,价格低廉;与电感式镇流器相比,其功率因数提高一倍左右,是符合目前“绿色照明工程”要求的节能新产品。它可与金卤灯、高压钠灯、汞灯直接配套使用。

Description

一种高强度气体放电灯的电源装置

本发明属于照明电器技术领域，尤其涉及一种高强度气体放电灯的电源装置。

目前国内外所使用的高强度气体放电灯的电源装置，主要有两种，一种是电子式，它由整流电路，滤波电路和逆变电路构成，工作频率为几千赫芝到几百千赫芝。由于高强度气体放电灯功率大，大都在50-1000W之间；启辉电压高，一般均在数千伏；启动电流又是正常工作电流的数倍。这些要求对晶体管构成的逆变电路都是苛刻的，特别是当灯座短路、灯泡损坏开路、夏季输电线雷电干扰等异常状态的发生，对其工作可靠性都是致命的。再一点是为了避免电子式特有的“声共振”现象，电路设计变得十分复杂，制造成本是电感式的一倍以上。尽管它的功率因数高达0.9，而市场上却仍很少见，其原因就在于此。市场上使用最多的高强度气体放电灯的电源装置是电感镇流器，其电压特性太陡，电压高，电流也大，而且功率因数仅0.3～0.45；目前使用多的原因是可靠性好，价格低廉，比较实用。用于金卤灯的超前顶峰式镇流器，它的功率因数达0.85～0.95，然而其漏感大，所以自身消耗功率也大，约占灯功率的15％以上。而且它的电流呈马鞍形，电源电流总谐波失真高达50％，三次谐波占40％左右，严重污染电网。因此称之“漏磁变压器”，其外壳温度高达100℃。内部补偿电容器一般选用CBB，规定环境温度为70℃，显然安全性能较差。

本发明的目的是要设计一种既有高的功率因数，自身损耗又小，电源电流总谐波失真也小，而可靠性又高，工作寿命长，制造成本较低的高强度气体放电灯的电源装置。

本发明的技术方案是：它由外壳、铁芯和绕在铁芯上的电感线圈构成，其特征在于电感线圈上设有抽头，电容器的一端与抽头连接，另一端接在电源输入公共端上，电感线圈的始端是电源另一个输入端，其末端外接放电灯，放电灯的另一端与电源输入公共端相连接。所说的电感线圈上的抽头设在靠近起始端，其圈数与整个电感线圈的圈数比取1∶10至1∶30。

本发明的优点是电感线圈的起始部分设有抽头，并接电容器，既提高了功率因数，又自发启动脉冲电压，自身功耗小，温升低，电源电流总谐波失真随之减小，可靠性好，工作寿命长，还节省制造成本。

附图说明：

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明电原理图。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明是一种高强度气体放电灯(HID)的电源装置，由外壳1、

铁芯2和绕在铁芯上的电感线圈8构成，其特征在于电感线圈8上设有抽头6，电容器9的一端与抽头6连接，  另一端接在电源输入公共端3上，电感线圈8的始端2与电源另一个输入端相连接，其末端4和接点5与外接的放电灯10的两个电极相连接，接点5与电源输入公共端3用导线相连接。电感线圈8上的抽头6设在靠近起始端2，其圈数与整个电感线圈8的圈数比通常等于1∶10至1∶30。电容器9的容量与配接的灯功率有关，最佳范围是灯功率的瓦数乘以0.09至0.17系数，单位是微法。在一个实施例中，设计参考系数选取0.14，圈数比选取1∶17，实测电路功率因数达0.98，并且当电源电压在185～242v范围内变化时都能可靠地启动所接的IIID灯。

通过精细设计，另一个实施例的铁芯7选用了E型，而在一个同规格HID灯的实施例中选用了C型，其结果是后者使整个电源装置的重量减轻了25％，节省了高强度漆包线，也减小了硅钢片的用量，体积相应减小。不但安装使用方便，运输费用也同样的减少。外壳可用塑料、胶木或尼龙等非导磁材料构成，而在实施例中铝壳最好，不但容易成型、制造，防锈，还具有散热良好的优点。在外壳1内填充绝缘树脂和石英砂材料，绝缘性能与沥青相仿，而牢固度和散热性能却明显占优势。本发明在环境温度40℃时，实测外壳的温度均低于70℃。

本发明的工作过程符合电工原理，又适应高强度气体放电灯的启动和正常工作所需的条件。开启电源时，高强度气体放电灯10呈开路状态，电源电流从2端流入电感线圈8，从抽头6经电容器9回流至电源的公共输入端3，在电感线圈的4端感生出高脉冲电压，触发放电灯10启辉，此时放电灯10的启动电流超过正常工作电流，而两端的电压仅十几伏，近似短路状态，这个过程就是辉光放电。经过一段时间，放电灯两端电压逐渐增加，而电流却随之减小，灯的发光强度渐趋正常，过渡到完全弧光放电时达到稳定。此时流经电容器9的电流是超前的，与流过电感线圈8的滞后电流基本得以补偿，功率因数提高成为现实。

当电源线上有类似雷电那样的脉冲电流，它的大部分将被电感线圈8的前端与电容器9的支路所吸收，由于电感线圈8的存在，使得电容器9能在安全的环境下从容地工作。

从本发明实施例的描述中不难理解，设计人提供的是改进的高强度气体放电灯的电源装置，它可用于诸如金属卤化物灯，高压钠灯或汞灯，成功地供给足够的能量，其工作寿命明显优于电子式镇流器，保持了电子式功率因数高的优点，成本却成倍下降；而且与一般常用的电感式相比功率因数又提高一倍，即线电流减小一倍，电力设施的利用率要高出一倍；特别是与目前金卤灯常采用的“超前顶峰式镇流器”相比，自身功耗要减少30％，外壳温度又低于70℃，选用CBB型的补偿电容器极为安全，更可贵的是总谐波失真小，这对净化电网有利。总之，它符合目前提倡的“绿色照明工程”的要求，是一种极有前途的节能产品。

本发明的目的在本说明书中已描述的相当清楚，在不脱离本发明的精神的前提下，可作出不同的少量修改，例如用于低压放电灯上，因此上述描述中所包括的所有内容和附图所示的内容都属于说明性的，并非是限制性的。

Claims (6)

1、一种高强度气体放电灯的电源装置，由外壳(1)、铁芯(2)和绕在铁芯上的电感线圈(8)构成，其特征在于电感线圈(8)中设有抽头(6)，电容器(9)的一端与抽头(6)相连接，另一端接在电源输入公共端(3)上，电感线圈(8)的始端是电源另一个输入端(2)，其未端(4)和接点(5)与外接的放电灯(10)的两个电极相连接，接点(5)与电源输入公共端(3)用导线相连接，所说的电感线圈(8)上的抽头(6)设在靠近起始端(2)，其圈数与整个电感线圈(8)的圈数之比通常等于1∶10至1∶30。

2、按照权利要求1所述的高强度气体放电灯的电源装置，其特征在于电容器(9)的容量与配接的灯功率有关，其范围是灯功率的瓦数乘以系数0.09至0.17，单位是微法。

3、按照权利要求1或2所述的高强度气体放电灯的电源装置，其特征在于所说的电感线圈(8)上的抽头(6)设在靠近起始端(2)，其圈数与整个电感线圈(8)的圈数之比是1∶17。

4、按照权利要求1所述的高强度气体放电灯的电源装置，其特征在于所说的铁芯(7)最好是c型。

5、按照权利要求1所述的高强度气体放电灯的电源装置，其特征在于所说的外壳(1)是由非导磁材料铝、塑料、胶木或尼龙构成。

6、按照权利要求1所述的高强度气体放电灯的电源装置，其特征在于所说的外壳(1)内设有绝缘树脂和石英砂构成的填充料。

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