CN2919780Y - 高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器 - Google Patents

Abstract

一种高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器，包括壳体和内部的电路，其内部电路主要包括：低通滤波单元、全桥整流单元、有源功率因素校正单元、功率开关单元、采样单元、正弦积分单元、电压反馈自激振荡单元、隔离升压灯触发单元、启动关断单元、振荡器启动单元和恒流输出单元。本实用新型的优点是：有效地解决了高强度气体放电灯匹配电子电器照明的稳定问题，具有成本低、体积小和便于推广应用的优点。

Description

高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器

技术领域

本实用新型属于电子照明领域，涉及一种应用在高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器。

背景技术

高强度气体放电灯是用途极为广泛的新型节能电光源，它以其高发光效率，极好的显色指数，使用寿命长等优点应用在许多特殊场合，但这种光源必须匹配相应的电器才可启动。高强度气体放电灯匹配电器的优劣直接影响到光源发光效率和照明摄像的成像质量，其要满足在几十分之一秒的情况下完成上百张照片的拍摄。这就要求极高的照明条件，既要极高的亮度，又要照明的光线不能有丝毫的晃动。

目前市场上使用的绝大部分电器是电感式的，其缺点是体积大，不节能，不能瞬间启动，对电网有一定的影响，而且在某些特殊场合无法使用，随着科技的发展，高速摄像、摄影已经广泛应用在许多场合。如体育比赛、医疗卫生、汽车碰撞实验全过程摄像，这些场合均要求能在几十分之一秒下连续高速成像等。这样，电感式的电器就无法满足高强度气体放电灯光源和被照物体连续摄像的需要，只有电子式的匹配电器才能满足要求，然而电子式的匹配电器又是一非短时间内可研发出的高科技产品，其开发难度极大，目前也有一些科研部门尝试研发电子式的匹配电器，但主要还是低频式的，其普遍存在：体积较大，成本较高，发热现象严重，使用寿命不长的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器，其采用自激振荡方式，有效地解决了高强度气体放电灯匹配电子电器照明的稳定问题，具有成本低、体积小和便于推广应用的优点。

本实用新型的高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器包括壳体和设置于内部的电路，所述的内部电路主要包括：低通滤波单元、全桥整流单元、有源功率因素校正单元、功率开关单元、采样单元、正弦积分单元、电压反馈自激振荡单元、隔离升压灯触发单元、启动关断单元、振荡器启动单元和恒流输出单元，所述的低通滤波单元、全桥整流单元、有源功率因素校正单元、功率开关单元、采样单元、正弦积分单元、电压反馈自激振荡单元、隔离升压灯触发单元和恒流输出单元相互顺次连接，所述的启动关断单元与隔离升压灯触发单元和恒流输出单元进行连接，所述的振荡器启动单元与隔离升压灯触发单元和恒流输出单元进行连接。

本实用新型具有以下优点：有效解决了高强度气体放电灯在高频启动下照明频闪，连续照相成像效果不好的问题，使高压气体放电灯照明在此电器的匹配下基本满足了高速摄像、摄影的需要，应用此项技术使高强度气体放电灯能够在这一电器带动下更好的发挥其效率，可以稳定摄取需要的高质量的成像资料，其照明亮度、色温等在被照物体上表现的更加出色和完美。

附图说明

下面参照附图和具体实施方式对本实用新型的高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器作进一步详细地说明。

图1是本实用新型的结构原理图；

图2是本实用新型的直流部分的电路原理图；

图3是本实用新型的交流部分的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器采用大于70KHZ的高频方式，分别可工作于110-120V交流电源，或220-240V交流电源下，电路结构主要包括：低通滤波单元、全桥整流单元、有源功率因素校正单元、功率开关单元、采样单元、正弦积分单元、电压反馈自激振荡单元、隔离升压灯触发单元、启动关断单元、振荡器启动单元和恒流输出单元。

如图2所示，在本实用新型的直流电路部分包括低通滤波单元、全桥整流单元、有源功率因素校正单元、功率开关单元和采样单元。在输入端设置有保险管FUSE，在异常情况下，其保证电子节能电器自动切断，压敏电阻VR1跨接在输入端两侧，其在110V或220V电网中将瞬间脉冲电压吸收。

所述的低通滤波单元与压敏电阻VR1并联，包括电容C1、C2、C3、C4和电感L1，其中，电容C1和C2跨接在电感L1两端，电容C3和C4串联后与电容C2并联，并且电容C3和C4的公共端接地。

所述的全桥整流单元连接低通滤波单元，包括二极管D1、D2、D3、D4，其中，二极管D1与D3串联，并且D1的正极和D3的负极与电容C3的一端连接，二极管D2与D4串联，并且D2的正极和D4的负极与电容C4的一端连接。

所述的有源功率因素校正单元包括专用芯片MC33262，升压电感L2，电阻R2、R3、R5、R6、R12和R13，电容C5、C6、C7和C8，二极管D5、D6，电解电容E1和稳压管Z1。其中，所述的专用芯片具有8脚，芯片的2脚连接电容C6；芯片的3脚连接电阻R3、R5和电容C7，电容C7和电阻R5并联后与电阻R3串联以构成输入电压采样电路，其作用是为芯片提供参考电压，然后电阻R3与电阻R13再进行连接；芯片的4脚连接电容C8和电阻R8组成的电流反馈电路；芯片的5脚连接零电流检测电阻R6，该电阻与升压电感L2相连，另外，电解电容E1和稳压管Z1并联后与二极管D5、电阻R12连接，它们组成芯片供电电路与升压电感L2连接；芯片的6脚接地；芯片的8脚与电阻R12、电解电容E1和稳压管Z1连接。该单元可使功率因数达到0.99，输出电压稳定在直流400V。

所述的功率开关单元包括限流电阻R7、栅极保护电阻R11和功率开关MOS管Q1，Q1的栅极与电阻R7和R11连接，源极与电阻R1、R8连接，漏极与升压电感L2、蓄流二极管D6的正极连接，限流电阻R7与芯片的7脚连接。

所述的采样单元包括电阻R4、R9、R10、R14、RP和电容C9，其中，电阻R14与可变电阻RP串联后，再与电阻R4、电容C9并联，然后与电阻R9、R10连接，电阻R4、R14、电容C9和电阻R9与芯片的1脚连接，该采样单元的作用是对输出电压进行采样，输出滤波电容E2跨接在直流部分的输出端两侧。

如图3所示，经过本实用新型的直流电路处理后的电流输入到交流部分，该部分主要包括：正弦积分单元、电压反馈自激振荡单元、隔离升压灯触发单元、启动关断单元、振荡器启动单元和恒流输出单元。

在输入端连接保险管(FUSE)，所起作用是保护过载电流；采用在保险管和接地之间连接电容器C1是为了减小电路对接地所造成的干扰；电解电容E1和E2串联后跨接在输入端，主要作用是对输入直流电源进行滤波；电容C2和C3串联后也跨接在输入端，在公共点接输出变压器T1、T2、T3和T4。

所述的正弦积分单元包括电感L1和电容C4，主要作用是将直流积分成正弦波脉动直流。

所述的电压反馈自激振荡单元包括：MOS管Q1、Q2、Q3和Q4，限流电阻R2、R3、R4、R5，栅极保护电阻R6、R7、R8、R9，输出变压器T1的主线圈N1、驱动线圈N3、N4和输出变压器T2、T3、T4的初级，电容C6。其中，MOS管Q1的源极和Q4的漏极相接，MOS管Q1的栅极连接电阻R2和R6，MOS管Q4的栅极连接电阻R4、R8和触发二极管D1；MOS管Q2的源极和Q3的漏极相接，MOS管Q2的栅极连接电阻R3和R7，MOS管Q3的栅极连接电阻R5、R9，变压器T1的驱动线圈N3、N4通过电阻R6、R7、R8、R9为高、低电位的MOS管提供栅极电压，变压器T1的主线圈N1并联变压器T2、T3、T4的初级，并且连接谐振电容C6以构成振荡电路。

输出变压器T1、T2、T3、T4为隔离变压器，由T1的次级绕组N2和T2、T3、T4的次级串联组成所述的隔离升压灯触发单元，保证高压气体放电灯能够顺利点亮，此单元采用四个变压器初级并联、次级串联以大大减小体积。

所述的启动关断单元包括二极管D2，在MOS管Q3、Q4截止时，电容C5通过二极管D2放电，振荡器的启动电压被关断。

所述的振荡器启动单元包括电阻R1、电容C5、触发二极管D1，其中触发二极管D1的正极连接电阻R1和电容C5，其作用是通过电容C5的放电为MOS管Q3、Q4提供启动电压，并维持电路振荡。

电容C7、C17，T1的次级绕组N2和T2、T3、T4的次级串联组成恒流输出单元，起到稳定灯电流的作用，通过调节电容C17，可以调整输出功率达到400W以上。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器，包括壳体和设置于内部的电路，在电路的输入端设置有保险管和压敏电阻，其特征在于：所述的内部电路包括低通滤波单元、全桥整流单元、有源功率因素校正单元、功率开关单元、采样单元、正弦积分单元、电压反馈自激振荡单元、隔离升压灯触发单元、启动关断单元、振荡器启动单元和恒流输出单元，所述的低通滤波单元、全桥整流单元、有源功率因素校正单元、功率开关单元、采样单元、正弦积分单元、电压反馈自激振荡单元、隔离升压灯触发单元和恒流输出单元相互顺次连接，所述的启动关断单元与隔离升压灯触发单元和恒流输出单元进行连接，所述的振荡器启动单元与隔离升压灯触发单元和恒流输出单元进行连接。

2.如权利要求1所述的高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器，其特征在于：所述的低通滤波单元与压敏电阻并联，其包括电容C1、C2、C3、C4和电感L1，其中，电容C1和C2跨接在电感L1两端，电容C3和C4串联后与电容C2并联，并且电容C3和C4的公共端接地。

3.如权利要求2所述的高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器，其特征在于：所述的全桥整流单元连接低通滤波单元，包括二极管D1、D2、D3、D4，其中，二极管D1与D3串联，并且D1的正极和D3的负极与电容C3的一端连接，二极管D2与D4串联，并且D2的正极和D4的负极与电容C4的一端连接。

4.如权利要求3所述的高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器，其特征在于：所述的有源功率因素校正单元包括专用芯片MC33262，升压电感L2，电阻R2、R3、R5、R6、R12和R13，电容C5、C6、C7和C8，二极管D5、D6，电解电容E1和稳压管Z1，其中，所述的专用芯片具有8脚，芯片的2脚连接电容C6；芯片的3脚连接电阻R3、R5和电容C7，电容C7和电阻R5并联后与电阻R3串联以构成输入电压采样电路，然后电阻R3与电阻R13再进行连接；芯片的4脚连接电容C8和电阻R8组成的电流反馈电路；芯片的5脚连接零电流检测电阻R6，该电阻与升压电感L2相连，另外，电解电容E1和稳压管Z1并联后与二极管D5、电阻R12连接，它们组成芯片供电电路与升压电感L2连接；芯片的6脚接地；芯片的8脚与电阻R12、电解电容E1和稳压管Z1连接。

5.如权利要求4所述的高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器，其特征在于：所述的功率开关单元包括限流电阻R7、栅极保护电阻R11和功率开关MOS管Q1，Q1的栅极与电阻R7和R11连接，源极与电阻R1、R8连接，漏极与升压电感L2、蓄流二极管D6的正极连接，限流电阻R7与芯片的7脚连接。

6.如权利要求5所述的高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器，其特征在于：所述的采样单元包括电阻R4、R9、R10、R14、RP和电容C9，其中，电阻R14与可变电阻RP串联后，再与电阻R4、电容C9并联，然后与电阻R9、R10连接，电阻R4、R14、电容C9和电阻R9与芯片的1脚连接。

7.如权利要求6所述的高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器，其特征在于：所述的正弦积分单元包括电感L1和电容C4，电解电容E1和E2串联后跨接在正弦积分单元的输入端，电容C2和C3串联后也跨接在正弦积分单元的输入端，在电容C2和C3的公共点接输出变压器T1、T2、T3和T4。

8.如权利要求7所述的高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器，其特征在于：所述的电压反馈自激振荡单元包括：MOS管Q1、Q2、Q3和Q4，限流电阻R2、R3、R4、R5，栅极保护电阻R6、R7、R8、R9，输出变压器T1的主线圈N1、驱动线圈N3、N4和输出变压器T2、T3、T4的初级，电容C6。其中，MOS管Q1的源极和Q4的漏极相接，MOS管Q1的栅极连接电阻R2和R6，MOS管Q4的栅极连接电阻R4、R8和触发二极管D1；MOS管Q2的源极和Q3的漏极相接，MOS管Q2的栅极连接电阻R3和R7，MOS管Q3的栅极连接电阻R5、R9，变压器T1的驱动线圈N3、N4通过电阻R6、R7、R8、R9为高、低电位的MOS管提供栅极电压，变压器T1的主线圈N1并联变压器T2、T3、T4的初级，并且连接谐振电容C6以构成振荡电路，T1的次级绕组N2和T2、T3、T4的次级串联组成所述的隔离升压灯触发单元，二极管D2作为启动关断单元。

9.如权利要求8所述的高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器，其特征在于：所述的振荡器启动单元包括电阻R1、电容C5、触发二极管D1，其中触发二极管D1的正极连接电阻R1和电容C5。

10.如权利要求9所述的高速摄像用金属卤化物灯电子镇流器，其特征在于：电容C7、C17，T1的次级绕组N2和T2、T3、T4的次级串联组成恒流输出单元。

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