CN2847788Y - 高压钠灯电子镇流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压钠灯电子镇流器，包括有依次连接的滤波电路、第一整流电路、功率因数校正电路、高频变换电路和启动电路，上述高频变换电路连接PWM脉冲控制电路，上述功率因数校正电路、PWM脉冲控制电路和启动电路均与低压直流电路连接，滤波电路与低压直流电路之间还连接有第二整流电路，第二整流电路具有独立的接地。本实用新型的第二整流电路具有一个独立的接地，因而第二整流电路不会与其他电路相互干扰，提高了低压直流电路输出电压的稳定性，从而提高了整个电子镇流器的稳定性。

Description

高压钠灯电子镇流器

技术领域

本实用新型涉及电子领域，具体是一种电子镇流器。

背景技术

高强度气体放电灯(HID灯)是用途极为广泛的新型节能型电光源，与白炽灯相比有节能、体积小、光谱好、发光效率高、寿命长等优点，已逐渐成为公共场所及家庭照明的首选光源。与所有的气体放电电光源一样，高压钠灯需要镇流器来抑制灯电流，而且启动时需要3～4kV的气体击穿电压。而传统的电感镇流器体积大、功率因数低，而且对电网电压波动的适应能力不强。中国专利ZL01280502.5公开了一种“电子镇流器”，包括将输入的交流电变换成直流电的整流电路和输出电路；功率因素校正电路，与所述整流电路相连，对所述输入的电流进行功率因素校正；脉冲宽度调制器，与所述整流电路相连，用于产生脉冲宽度调制信号；驱动电路和高频变换电路，与所述功率因素校正电路和所述脉冲宽度调制器相连，在所述脉冲宽度调制信号的控制下，对所述功率因素校正电路的输入信号进行高频变换；输出电路与所述驱动电路和变换电路相连，将经高频变换的电流提供给后续的负载。该电子镇流器将输入的交流电经滤波、整流后一路输出到功率因数校正电路，另一路输出到15V稳压电路；这样连接后由于整流电路的接地与其他电路的接地点相同，容易相互产生干扰，使15V稳压电路输出的电压不稳，从而导致整个电路不稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种稳定性高的高压钠灯电子镇流器。

为实现本实用新型的上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的高压钠灯电子镇流器，包括有依次连接的滤波电路、第一整流电路、功率因数校正电路、高频变换电路和启动电路，上述高频变换电路连接PWM脉冲控制电路，上述功率因数校正电路、PWM脉冲控制电路和启动电路均与低压直流电路连接，其特征在于：滤波电路与低压直流电路之间还连接有第二整流电路，第二整流电路具有独立的接地。

所述的第二整流电路为桥式整流电路。

所述的功率因数校正电路和PWM脉冲控制电路还连接有保护电路。

所述的启动电路与高压钠灯之间连接有限流电路。

所述的高频变换电路采用的是半桥逆变电路。

所述的脉冲控制电路具有型号为SG3525A的电压型PWM集成控制器。

所述的保护电路具有型号为LM324的四运放集成电路。

所述的功率因数校正电路具有型号为MC33262的功率因数校正器。

本实用新型相对于现有电子镇流器来说具有以下优点：本实用新型具有第二整流电路，第二整流电路具有一个独立的接地，因而第二整流电路不会与其他电路相互干扰，提高了低压直流电路输出电压的稳定性，从而提高了整个电子镇流器的稳定性。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例及应用例并结合附图，对本实用新型进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

见图1，本实用新型包括有依次连接的滤波电路1、第一整流电路2、功率因数校正电路3、高频变换电路4、启动电路5和限流电路9，滤波电路1与低压直流电路6之间还连接有第二整流电路10，保护电路7分别与功率因数校正电路3和PWM脉冲控制电路8相连，低压直流电路6分别与功率因数校正电路3、启动电路5、保护电路7、和PWM脉冲控制电路8相连。

滤波电路1对电网输入的电压信号进行滤波，滤波后的电压信号分别输出到第一整流电路2和第二整流电路10；第一整流电路2对输入的交流电进行整流，整流后的信号输出到功率因数校正电路3；第二整流电路10将输入的交流电进行整流，整流后的信号输出到低压直流电路6，第二整流电路10具有独立的接地，低压直流电路6将输入的信号进行转换，输出一个稳定的低压直流电，为功率因数校正电路3、PWM脉冲控制电路8以及保护电路7中的有源器件供电。低压直流电路6还为启动电路5提供信号。功率因数校正电路3将输入信号进行转换，输出一个稳定的直流电压，通过高频变换电路4给高压钠灯供电。PWM脉冲控制电路8输出脉冲信号、控制高频变换电路4导通。高频变换电路4与高压钠灯之间连接有限流电路9。保护电路7的两个输出端分别与功率因数校正电路3和脉冲控制电路8的输入端连接，对电路发生开路或短路的意外故障起到自动保护功能。

见图2，滤波电路1包括电容C1、C2、C3、C4以及高频电感L1。其中，电容C3、C4的连接处接地保护。

第一整流电路2由桥式整流电路KBU1和电容C5组成。

第二整流电路10由桥式整流电路KBU2和电容E2组成。

功率因数校正电路3由型号为MC33262功率因数校正器U1以及外围的电阻R1-R12、电解电容E1、电容C6、C7、C8、变压器T1、场效应管Q1、二极管D1构成；其中，电容C6和电阻R4并联后一端与功率因数校正器U1的输入端3脚连接，另一端接地；电阻R1、R2、R3串联后一端与功率因数校正器U1的3脚连接，另一端分别与桥式整流电路2的输出端和变压器T1连接；功率因数校正器U1的补偿端2脚与电容C7的一端连接，电容C7的另一端接地；功率因数校正器U1的电压反馈输入端1脚分别与电阻R11和电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端接地，电阻R11的另一端串联电阻R9、R10后与二极管D1的负极连接，二极管D1的负极还与电解电容E1的正极连接，E1的负极接地，二极管E1的正极与变压器T2连接；功率因数校正器U1的零电流检测端5脚与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与变压器T2连接；功率因数校正器U1的驱动输出端7脚与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与场效应管Q1的栅极连接，场效应管Q1的漏极与二极管DQ的正极连接，场效应管Q1的源极分别与电阻R8和电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端接地，电阻R8的另一端与分别与功率因数校正器U1的电流反馈输入端4脚和电容C8连接，电容C8的另一端接地；二极管D1的负极作为功率因数校正电路3的输出端输出+400直流电压。

高频变化电路4采用的是半桥逆变电路，包括场效应管Q4、Q5，变压器T2、电容C9、二极管D8、D9、D10，Z3、Z4、Z5，电阻R28、R29、R30、R31、R37、R38，三极管Q2、Q3。场效应管Q4的漏极与低压直流电源6的输出端+400V连接，Q4的栅极分别与二极管D9的负极、二极管Z4的负极和三极管Q2的发射极连接。二极管Z4的正极与二极管Z5的正极连接，二极管D9的正极分别与三极管Q2的基极、电阻R29、R31的一端连接，电阻R29、R31的另一端分别连接在变压器T2副边的两端、变压器T2的原边一端接地，另一端与电容C9连接。三极管Q2的集电极与二极管D10的正极连接，二极管D10、Z5的负极以及电阻R31都与场效应管Q5的漏极连接。场效应管Q5的栅极分别与二极管D8的负极、二极管Z3的负极、三极管Q3的发射极连接。二极管D8的正极分别与电阻R28、R30和三极管Q3的基极连接。电阻R30与三极管的集电极连接。电阻R37、R38并联后一端与三极管Q3的集电极、二极管Z3的正极以及场效应管Q5的漏极连接，另一端接地。场效应管Q5的漏极还与变压器T4的副边连接。

启动电路5包括有电阻R32、R33、R34、R35、R36、电容C10、C22以及触发器U6。变压器T3、T4串联。电阻R32、R33串联后再与电容C10并联，并联后的一端接+400V电源端，另一端与变压器T4的副边连接。变压器T3的副边与高压钠灯的一端连接。变压器T3的原边分别与电阻R36和电容C22连接，电容C22的另一端接地。电容C22与变压器T4的原边之间还连接有触发器U6。电阻R36的另一端与高压钠灯连接。电阻R34、R35串联后一端与高压钠灯连接，另一端与低压直流电源6的二极管D2的负极连接。

低压直流电源6包括有型号为TOP211Y的开关电源单片机U2、型号为4N25的光电耦合器U3、二极管D2、D3、D4、Z1、Z2，电解电容E3～E5、电容C11、C12，电阻R13和变压器T2。低压直流电源6为功率因数校正器、PWM集成控制器以及型号为LM324的四运放集成电路提供15V直流电压。

保护电路7包括型号为LM324的四运放集成电路U4以及外围的二极管D5、D6、D7、电容C13、C14、C15、电阻R14、R15、R16、R17、R18、可变电阻W1。四运放集成电路U4的4脚与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端与低压直流电源6的输出端连接，U4的7脚与二极管D6的正极连接，二极管D6的负极与二极管D5的正极连接，二极管D5的负极与功率因数校正器U1的1脚之间通过电阻R19连接。U4的5脚与地之间通过电容C13连接。U4的6脚与8脚连接。电容C15与电阻R17并联后一端与8脚连接，另一端与9脚连接。电阻R18与可变电阻W1串联后一端与9脚连接，另一端接地。U4的10脚与11脚接地。电容C14与电阻R15串联后一端与14脚连接，另一端与13脚连接。6脚与13脚之间还串接有电阻R16。U4的14脚还与PWM脉冲控制电路8中的二极管D7的负极连接。U4的5脚与U5的16脚之间通过电阻R22连接。U4的12脚与U5的16脚连接。

PWM脉冲控制电路8包括型号为SG3525A的电压型PWM集成控制器U5以及外围的电阻R21～R27、电容C16～C20、二极管D7。PWM集成控制器U5的1脚、10脚、12脚连接后接地，U5的12脚与13脚之间连接电容C17，U5的10脚与9脚之间连接电容C20，U5的5脚与7脚之间连接阻R27，U5的5脚与地之间还连接有电容C19。U5的13脚与15脚分别连接电阻R25和电阻R24，电阻R25和电阻R24的另一端连接后与低压直流电源的输出端连接。U5的15脚和2脚与地之间还分别有连接有电容C16和C18。U5的16脚与2脚连接。电阻R22和R23串联后一端与16脚连接，另一端与地连接。电阻R26一端与6脚连接，另一端与地连接。U5的6脚还与电阻R21连接，电阻R21的另一端与二极管D7的正极连接。

限流电路9包括电容C21、变压器T3、T4。电容C21的两端分别与场效应管Q4的漏极和高压钠灯的一端连接。变压器T3、T4串联，串联后原边的一端与触发器连接，原边的另一端连接在电阻R36和电容C22的连接处。副边的一端与高压钠灯连接，副边的另一端与场效应管Q5的漏极连接。

接通电源后，低压直流电源6输出一个稳定的15V直流电压，分别给功率因数校正器U1，PWM脉冲控制电路U5供电。功率因数校正电路3工作时，输出一个稳定的400V直流电压通过高频变换电路4给高压钠灯供电，与此同时，在低压直流电路6取样出来的一个电压信号通过电阻R34、R35、R36对电容C22充电。当电容C22上的电压达到触发器U6的启动门槛电压时，U6开始启动工作，这时变压器T3、T4副边上将产生一个高达5KV以上的脉冲电压将高压钠灯点亮。在灯点这之后，由于钠灯的阻抗远小于电阻R36的阻抗，电容C22上的电压再也达不到触发器U6的启动门槛电压，所以触发器U6在高压钠灯点亮之后不再工作。

在功率校正电路开始3工作的同时，PWM脉冲控制电路8也开始工作，脉冲控制电路U5的11脚和14脚分别输出脉冲信号来控制场效应管Q4、Q5的导通和截止；其中，当脉冲控制电路U5的14脚输出的脉冲信号为高电平、11脚输出的脉冲信号为低电平时，场效应管Q4导通、Q5截止，当脉冲控制电路U5的14脚输出的脉冲信号为低电平、11脚输出的脉冲信号为高电平时，场效应管Q4截止、Q5导通，则电容C21和变压器T3、T4在回路中进行放电。

在高压钠灯点亮工作之后，变压器T3、T4的副边起镇流作用，使灯电流、灯电压保持稳定。

在电路运行的过程中，保护电路7监测整个电路的运行情况，当高压钠灯在运行过程中电路出现异常情况(如输出短路、开路等情况)、电路的电流发生变化时，LM324四运放集成电路U4的第9脚将检测到的异常信号进行比较之后从四运放集成电路U4的7脚输出一个控制信号，该控制信号经二极管D5、D6、电阻R19后加到功率因数校正器U1的1脚，使功率因数校正电路3输出的直流压下降，从而使镇流器的输出功率也随之下降，达到保护目的。与此同时，四运放集成电路U4的14脚输出正脉冲控制信号，该控制信号使二极管D7截止，使功率因数校正器U1的3脚电位升高，功率因数校正电路3的输出电压进一步下降，同时使PWM脉冲控制电路U5的6脚的电位也升高，使PWM脉冲控制电路8输出的脉冲频率升高，使镇流器的输出功率进一步下降，从而达到保护的作用。

本实用新型由于第二整流电路10具有一个独立的接地，因而第二整流电路10不会与其他电路相互干扰，保证了低压直流电路输出电压的稳定性，从而提高了整个高压钠灯电子镇流器的稳定性。

Claims (8)

1、一种高压钠灯电子镇流器，包括有依次连接的滤波电路、第一整流电路、功率因数校正电路、高频变换电路和启动电路，上述高频变换电路连接PWM脉冲控制电路，上述功率因数校正电路、PWM脉冲控制电路和启动电路均与低压直流电路连接，其特征在于：滤波电路与低压直流电路之间还连接有第二整流电路，第二整流电路具有独立的接地。

2、根据权利要求1所述的高压钠灯电子镇流器，其特征在于：所述的第二整流电路为桥式整流电路。

3、根据权利要求1所述的高压钠灯电子镇流器，其特征在于：所述的功率因数校正电路和PWM脉冲控制电路还连接有保护电路。

4、根据权利要求1所述的高压钠灯电子镇流器，其特征在于：启动电路与高压钠灯之间连接有限流电路。

5、根据权利要求1所述的高压钠灯电子镇流器，其特征在于：所述的高频变换电路采用的是半桥逆变电路。

6、根据权利要求1所述的高压钠灯电子镇流器，其特征在于：所述的脉冲控制电路具有型号为SG3525A的电压型PWM集成控制器。

7、根据权利要求1所述的高压钠灯电子镇流器，其特征在于：所述的保护电路具有型号为LM324的四运放集成电路。

8、根据权利要求1所述的高压钠灯电子镇流器，其特征在于：所述的功率因数校正电路具有型号为MC33262的功率因数校正器。