CN2870376Y - 高压钠灯电子镇流器启动输出限流电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压钠灯电子镇流器启动输出限流电路，包括有触发电路和启动电路，启动电路具有两变压器T3、T4，触发电路为启动电路提供启动信号；其特征是启动电路的两变压器T3、T4之间还连接有两继电器J1、J2，上述两变压器中的次级线圈串联，两继电器在启动电路产生启辉电压后由控制电路提供信号而发生动作，使两变压器中起限流作用的初级线圈由串联连接转换成并联连接。这样，一方面灯泡能够可靠的触发启动，而且电子镇流器的输出功率也能够满足要求；另一方面并联后阻抗下降为串联连接时的四分之一，使T3、T4的温升得到控制，电子镇流器的整体温升下降30％以上，提高了电子镇流器的稳定性和可靠性。

Description

高压钠灯电子镇流器启动输出限流电路

技术领域

本实用新型涉及电照明领域，具体是用于放电灯点火、控制的电路装置。

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，已逐渐成为公共场所及家庭照明的首选光源。目前的电子镇流器的启动输出电路通常是采用变压器串联连接的方法，如中国专利ZL00246388.1公开了一种“大功率高强度气体放电灯用低成本电子镇流器”，该电子镇流器的谐振输出电路由逆变电路、振荡启动电路及镇流点灯电路连接构成。其中的镇流点灯电路由变压器T2及电容C14构成，变压器T2由两个串联连接的主线圈及两个串联连接的副线圈构成。变压器T2产生谐振高频高压为金属卤化物灯提供启辉电压及镇流电压。金属卤化物灯触发点亮之后，变压器的初级绕组将作为限流线圈来扼制灯泡的电流变化，使灯泡稳定工作。但目前电子镇流器产生的启辉电压一般只能达到2000至3000V，而如功率400W以上的高压钠灯所需要的启动电压较高，一般为5KV以上，所以一般电子镇流器不能应用于如输出功率400W以上的高压钠灯。由于起镇流作用的限流线圈串联后阻抗较大，因而变压器发热量大，电子镇流器的稳定性和可靠性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种输出功率大、发热量低、性能稳定的高压钠灯电子镇流器启动输出限流电路。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高压钠灯电子镇流器启动输出限流电路，包括有触发电路和启动电路，启动电路具有两变压器T3、T4，触发电路为启动电路提供启动信号；启动电路的两变压器T3、T4之间还连接有两继电器J1、J2，上述两变压器中的次级线圈串联，两继电器在启动电路产生启辉电压后由一控制电路提供信号而发生动作，使两变压器中起限流作用的初级线圈由串联连接转换成并联连接。

所述的控制电路具有三极管Q7和RS触发器U6；RS触发器U6的信号输出端与三极管Q7的基极连接，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的集电极与继电器J1连接，当三极管Q7导通，继电器J1得电动作。

所述的启动电路的变压器T3和T4的初级绕组通过继电器J2的常闭触点形成串联连接；继电器J2的常开触点与负载连接，闭合时使变压器T4的初级线圈导通；继电器J1的两个常闭触点悬空，继电器J1的一个常开触点与低压电源连接，闭合时使继电器J2的线圈得电动作；继电器J1的另一个常开触点与变压器T3的初级线圈连接，闭合时使变压器T3的初级线圈导通；继电器J1的线圈的一端与低压电源连接，继电器J1的线圈的另一端即与上述控制电路的三极管Q7的集电极连接。

所述的继电器J1与低压电源之间还设置有起降压作用的二极管D11、D12。

所述的RS触发器U6的型号为CD4013。

本上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型采用控制电路对变压器T3、T4的初级绕组的连接方法进行控制，在灯泡触发点前，T3、T4的初级绕组为串联连接，而且电感量比较大，保证灯泡能够可靠触发点亮。当灯泡触发点亮后约4～6秒钟，控制电路通过控制继电器J1、J2进行转换，将T3、T4的初级绕组由原来的串联连接变为并联连接。这样，一方面使灯泡能够可靠的触发启动，而且电子镇流器的输出功率也能够满足要求；另一方面，并联后使阻抗下降为串联连接时的四分之一左右，T3、T4的温升得到控制，温升比普通的电感串联连接的限流方法至少下降50％以上，使电子镇流器的整体温升至少下降30％以上，从而大大提高了电子镇流器的稳定性和可靠性。

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并结合附图，对作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型电路框图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为本实用新型应用例的电路结构框图；

图4为本实用新型应用例的电路原理图。

具体实施方式

实施例

见图1及图2，本实施例的高压钠灯电子镇流器启动限流输出电路具有触发电路1和启动电路2，启动电路1具有两变压器T3、T4，触发电路1为启动电路2提供启动信号；启动电路2的两变压器T3、T4之间还连接有两继电器J1、J2，上述两变压器中的次级线圈串联，两继电器在启动电路产生启辉电压后由一控制电路3提供信号而发生动作，使两变压器中起限流作用的初级线圈由串联连接转换成并联连接。

见图2，触发电路1由电阻R34～R36、R40～R45、电容C22、双向触发二极管DB3、晶闸管Q6连接构成。电阻R40～R44连接构成分压电路，双向触发二极管DB3的一端与晶闸管Q6的控制极连接，另一端与分压电路连接。电容C22、晶闸管Q6和变压器T3、T4的次级线圈连接成放电回路，其中晶闸管Q6的负极接地。

控制电路3由型号为CD4013的RS触发器U6及其外围元件、三极管Q7、二极管D11、D12以及继电器J1、J2连接构成。RS触发器U6的信号输出端1脚与三极管Q7的基极连接，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的集电极与继电器J1连接。二极管D11、D12串联后D11的正极接15V低压电源，D12的负极分别与继电器J1和RS触发器U6连接。RS触发器U6可在设定的时间发出控制信号，控制继电器J1动作，继而控制继电器J2动作，使变压器T3、T4的初级绕组由串联连接变成并联连接。

启动电路2由变压器T3、T4连接构成。变压器T3、T4的次级绕组串联连接，变压器T3和T4的初级绕组通过继电器J2的常闭触点形成串联连接；继电器J2的常开触点与负载连接，闭合时使变压器T4的初级线圈导通；继电器J1的两个常闭触点悬空，继电器J1的一个常开触点与低压电源连接，闭合时使继电器J2的线圈得电动作；继电器J1的另一个常开触点与变压器T3的初级线圈连接，闭合时使变压器T3的初级线圈导通；继电器J1的线圈的一端与低压电源连接，继电器J1的线圈的另一端即与上述控制电路的三极管Q7的集电极连接。

在接通电源后，启动信号采样端A上产生约350V的直流电压信号，此电压信号通过电阻R34、R35、R36对电容C22充电，电容C22上的电压经T3、T4的次级绕组后加到晶闸管Q6的阳极上，电阻R40～R44组成的分压电路对电容C22上的电压进行分压，当双向触发二极管DB3上的电压到达转折电压时，DB3触发导通，晶闸管Q6的控制极得到一个控制信号，晶闸管Q6导通，这时电容C22通过T3、T4的次级绕组和晶闸管Q6对地放电。因为电容C22放电回路的等效电阻比较小，放电电流比较大，所以在T3、T4的次级绕组上产生了一个很大的感应电动势，该感应电动势耦合到T3、T4的初级绕组上，因T3、T4的初、次级绕组的匝比约为20∶1，所以在T3、T4的初级绕组上将产生了一个5KV左右的高压脉冲，将高压钠灯灯泡触发点亮。从接通电源到灯泡点亮这个过程约1秒钟左右。灯泡点亮之后，启动信号采样端“A”上的电压信号经电阻R34、R35、灯泡、T3、T4的初级绕组到地形成通路，因电阻R36的阻抗远大于灯泡、T3、T4的初级绕组的总阻抗，电容C22上的电压经电阻R40～R44分压所得的电压再也不足以使DB3触发导通，晶闸管Q6截止，T3、T4的次级绕组基本上没有电流流过，T3、T4的初级绕组将不会再产生高压脉冲。C端与高频转换电路的输出端连接。

在接通电源的同时，15V直流电压加到二极管D11的正极，经二极管D11、D12降压后得到约13.5V的直流电压给U6、继电器J1、J2供电；在刚接通电源的6秒钟内，U6的第1脚输出为低电平，三极管Q7截止，继电器J1、J2保持原始状态均不动作，此时T3、T4的初级绕组串联连接；接通电源6秒钟左右，U6的1脚输出为高电平，三极管Q7导通，此时继电器J1得电开始动作，J1的常闭触点断开，常开触点闭合，T4的初级绕组被瞬时短路；在此同时因J1的常开触点闭合，J2的线圈接通，J2得电动作，J2的常闭触点断开，常开触点闭合，T4的初级绕组接通。至此，T3、T4的初级绕组由原来的串联连接变成了并联连接，变成并联连接后输出限流电路的阻抗下降为串联连接的四分之一，通过T3、T4初级绕组的电流下降为采用串联连接时的二分之一。这样一来，不但电子镇流器的输出功率可以做到1000W甚至1000W以上，而且使T3、T4的温升至少下降50％以上，使电子镇流器的整体温升下降30％以上，从根本解决了大功率电子镇流器因温升过高而影响性能、稳定性和可靠性的问题。

应用例

见图3，本应用例的高压钠灯电子镇流器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、启动输出限流电路5，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9，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、启动输出限流电路5、保护电路7、和PWM脉冲控制电路8相连。

见图4，滤波电路1包括有电容C1、C2、C3、C4以及高频电感L1。其中，电容C3、C4的连接处接地。滤波电路一方面抑制来自电网的电磁干扰，另一方面抑制自身和其它电器对镇流镇的干扰，以保证电网不受污染。

第一整流电路2是由桥式整流电路KBU1和电容C5连接构成。

第二整流电路9都是桥式整流电路KBU2和电容E3连接构成。

功率因数校正电路3是为有源功率因数校正电路，由型号为MC33262功率因数校正器U1及其外围元件、变压器T1、场效应管Q1、连接构成。

高频变换电路4由场效应管Q4、Q5，变压器T2、电容C9、C23、二极管D8、D9、D10，Z3、Z4、Z5，电阻R28、R29、R30、R31、三极管Q2、Q3连接构成。工作时，场效应管Q4、Q5轮流导通，为负载(高压钠灯)提供高频电流。

低压直流电路6由光电耦合器U3、型号为TOP211Y的开关电源单片机U2及其外围元件、变压器T5连接构成。第二整流电路9和低压直流电路6具有区别与其他电路的、独立的接地，防止与其他电路相互干扰，保证低压直流电路输出电压的稳定性。

保护电路7由型号为LM324的四运放集成电路U4及其外围元件连接构成。

PWM脉冲控制电路8由型号为SG3525A的电压型PWM集成控制器U5及其外围元件连接构成。

接通电源后，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9；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9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9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还为启动输出限流电路5提供电压信号。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启动输出限流电路5。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。

其中，启动输出限流电路5的变压器T3、T4的初级绕组开始为串联连接，当灯泡触发点亮后约4～6秒钟左右，T3、T4的初级绕组由原来的串联连接变为并联连接。这样，一方面，串联后具有较大的电感量，使灯泡能够可靠的触发启动，而且电子镇流器的输出功率也能够满足要求。另一方面，灯泡点亮后变成并联，并联后阻抗下降为串联连接时的四分之一，使T3、T4的温升得到控制，温升比串联连接的限流方法至少下降50％以上，电子镇流器的整体温升至少下降30％以上，从而大大提高了电子镇流器的性能稳定性和可靠性。

Claims (5)

1、一种高压钠灯电子镇流器启动输出限流电路，包括有触发电路和启动电路，启动电路具有两变压器T3、T4，触发电路为启动电路提供启动信号；其特征在于：启动电路的两变压器T3、T4之间还连接有两继电器J1、J2，上述两变压器中的次级线圈串联，两继电器在启动电路产生启辉电压后由一控制电路提供信号而发生动作，使两变压器中起限流作用的初级线圈由串联连接转换成并联连接。

2、根据权利要求1所述的高压钠灯电子镇流器启动输出限流电路，其特征在于：所述的控制电路具有三极管Q7和RS触发器U6；RS触发器U6的信号输出端与三极管Q7的基极连接，三极管Q7的发射极接地，三极管Q7的集电极与继电器J1连接，当三极管Q7导通，继电器J1得电动作。

3、根据权利要求2所述的高压钠灯电子镇流器启动输出限流电路，其特征在于：所述的启动电路的变压器T3和T4的初级绕组通过继电器J2的常闭触点形成串联连接；继电器J2的常开触点与负载连接，闭合时使变压器T4的初级线圈导通；继电器J1的两个常闭触点悬空，继电器J1的一个常开触点与低压电源连接，闭合时使继电器J2的线圈得电动作；继电器J1的另一个常开触点与变压器T3的初级线圈连接，闭合时使变压器T3的初级线圈导通；继电器J1的线圈的一端与低压电源连接，继电器J1的线圈的另一端即与上述控制电路的三极管Q7的集电极连接。

4、根据权利要求3所述的高压钠灯电子镇流器启动输出限流电路，其特征在于：所述的继电器J1与低压电源之间还设置有起降压作用的二极管D11、D12。

5、根据权利要求2所述的高压钠灯电子镇流器启动输出限流电路，其特征在于：所述的RS触发器U6的型号为CD4013。

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