專利名稱：一種hid射燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種金屬卣化物燈，尤其是一種超小功率(10W)金屬卣 化物射燈。
背景技術(shù)：
金屬鹵化物燈簡(jiǎn)稱金鹵燈，又稱HID燈，是繼白熾燈和熒光燈之后的第三代 高效節(jié)能綠色光源。金鹵燈的發(fā)光效率是卣鎢燈的4倍，壽命是卣錫燈的10倍， 并且顯色性更好，是替代傳統(tǒng)卣鎢燈的理想光源?，F(xiàn)有射燈都釆用卣鴉燈作為 發(fā)光源，與金鹵燈相比，它存在著發(fā)光效率低、壽命短、顯色性較差的缺點(diǎn)。 因而將金鹵燈用于射燈，能明顯提高其性能。但由于金屬卣化物燈功率越小， 其技術(shù)要求也越高，目前國(guó)內(nèi)35W以下的金屬鹵化物燈生產(chǎn)尚屬空白。同時(shí)， 由于金卣燈具有負(fù)阻效應(yīng)，使用時(shí)必須配鎮(zhèn)流器才能工作，而現(xiàn)有金卣燈使用 的都是電感式鎮(zhèn)流器，它不僅體積大、重量重，而且效率極低，不能快速啟動(dòng)。 因而，將金鹵燈應(yīng)用于射燈，還必須作出相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提出一種亮度高、節(jié)能效果明顯、光 色好、壽命長(zhǎng)、環(huán)境污染非常小的HID射燈。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種HID射燈包括射燈頭、燈座、小功 率金屬卣化物發(fā)光源和小功率金鹵燈電子鎮(zhèn)流器，所述小功率金屬鹵化物發(fā)光 源設(shè)于所述射燈頭內(nèi)，所述小功率金卣燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)于所述燈座內(nèi)，所述小 功率金屬卣化物發(fā)光源與所述小功率金鹵燈電子鎮(zhèn)流器導(dǎo)通相連。
上述一種HID射燈，所述射燈頭的尾端設(shè)有電極插腳，所述小功率金屬鹵
化物發(fā)光源的連接引線與所述電極插腳相連，所述電極插腳與所述鎮(zhèn)流器插接 相連。
上述一種HID射燈，所述鎮(zhèn)流器即為所述燈座。
上述一種HID射燈，所述小功率金卣燈電子鎮(zhèn)流器包括直流升壓電路、整流電路、全橋逆變電路、高壓觸發(fā)電路和控制電路，所述整流電路與所述直流 升壓電路相連，所述直流升壓電路與所述全橋逆變電路相連，所述全橋逆變電 路與高壓觸發(fā)電路相連，所述控制電路分別與所述直流升壓電路和全橋逆變電 路相連，整個(gè)電路都由所述控制電路的一片單片機(jī)控制，單片機(jī)產(chǎn)生直流升壓 電路的P畫控制脈沖和全橋逆變器的低頻控制脈沖。
上述一種HID射燈，所述直流升壓電路采用單端反激式升壓電路，由高頻
變壓器T"開關(guān)管Mz、 二極管仄和濾波電容C4相連而成，所述開關(guān)管M2與所述 高頻變壓器T的輸入端相連，所述二極管D與所述高頻變壓器L的輸出端相連， 所述濾波電容"與所述高頻變壓器T,和二極管Di回路的兩端并聯(lián)。
上述一種HID射燈，所述單片機(jī)通過電阻R3、 R4、 R5分別與所述全橋逆變 電路的兩端相連。
上述一種HID射燈，所述整流電路由L1、 L2、 Cl、 C2、 C3構(gòu)成低通濾波電 路，由MOS管M,構(gòu)成輸入端極性反接保護(hù)電路。
本實(shí)用新型由于采用了上述技術(shù)方案，它將小功率金屬卣化物發(fā)光源應(yīng)用
于射燈，制成HID射燈，具有發(fā)光亮度高(相當(dāng)于普通燈泡發(fā)光效率的IO倍以
上)、節(jié)能效果明顯(相同亮度條件下比普通燈泡節(jié)電80%以上)、光色好(使
人眼觀察各種顏色的物質(zhì)更逼真)、對(duì)環(huán)境污染非常小(用汞量?jī)H為汞燈的1/
10萬)、壽命長(zhǎng)(一般可在3000小時(shí)以上)等諸多優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于軍用裝
備、醫(yī)療器械、野外搜救、民用照明等領(lǐng)域。小功率金屬卣化物發(fā)光源的連接 引線與小功率金鹵燈電子鎮(zhèn)流器通過電極插腳插接相連，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且
連接方便。小功率金鹵燈電子鎮(zhèn)流器工作時(shí)，先將DC12V輸入電壓用直流升壓 電路升壓，在金鹵燈啟動(dòng)瞬間升壓至400V,主要便于高壓觸發(fā)。而當(dāng)金卣燈進(jìn) 入穩(wěn)態(tài)時(shí)，升壓電路輸出電壓降至85V左右(為金卣燈管額定工作電壓)，輸出 電壓再經(jīng)快恢二極管整流后，變成穩(wěn)定的直流電。為了消除金卣燈的聲頻共振 現(xiàn)象，金鹵燈釆用200-500HZ方波驅(qū)動(dòng)，并為此加了一級(jí)低頻全橋逆變電路。 利用直流升壓電路輸出開路時(shí)，在變壓器副邊產(chǎn)生的高達(dá)600V以上尖峰電壓， 通過隔離二極管對(duì)觸發(fā)電容充電，當(dāng)電容兩端電壓超過600V時(shí)，高壓放電管擊 穿，電容對(duì)高壓包原邊放電，經(jīng)高壓包耦合在副邊產(chǎn)生25KV以上的高壓，此高 壓直接加在金鹵燈管的兩端，將立即啟動(dòng)金鹵燈開始工作。因此，它可以在金卣燈工作時(shí)起到鎮(zhèn)流作用，并且能夠加快金鹵燈的啟動(dòng)過程，具有體積小、重 量輕、效率高、能實(shí)現(xiàn)金鹵燈快速啟動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，完全適應(yīng)射燈的應(yīng)用需要。采
用單端反激式升壓電路，輕載時(shí)產(chǎn)生的600V以上的尖峰電壓對(duì)高壓觸發(fā)電容充 電，縮小了傳統(tǒng)高壓包的體積。單片機(jī)通過電阻R3、 R4、 R5采樣全橋逆變器的 輸入電壓和輸入電流，可以估算出當(dāng)前燈功率，并與設(shè)定值比較，然后調(diào)節(jié)DC-DC 變換器的PWM脈寬，進(jìn)行恒功率控制，從而延長(zhǎng)了金鹵燈的使用壽命。


圖1是本實(shí)用新型HID射燈的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是小功率金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型HID射燈包括射燈頭1、燈座2、 IOW小功率金屬 鹵化物發(fā)光源3和小功率金卣燈電子鎮(zhèn)流器4，射燈頭1的尾端設(shè)有電極插腳5, IOW小功率金屬鹵化物發(fā)光源3設(shè)于射燈頭1內(nèi)，10W小功率金屬卣化物發(fā)光源 3的兩根連接引線與電極插腳5相連，電極插腳5與小功率金鹵燈電子鎮(zhèn)流器4 插接相連。鎮(zhèn)流器4同時(shí)作為燈座2，兩者為同一部件。
如圖2所示，小功率金^燈電子鎮(zhèn)流器4由整流電路(輸入濾波及極性保 護(hù)電路)、直流升壓電路、低頻全橋逆變電路、高壓點(diǎn)火電路(也即高壓觸發(fā)電 路)以及控制電路五大部分組成。 1、直流升壓電路
小功率金屬卣化物發(fā)光源3的穩(wěn)態(tài)額定燈功率僅為10W,為此可選電路結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、元件少的單端反激式升壓電路。該部分電路主要由高頻變壓器T,,幵關(guān) 管M" 二極管D"濾波電容C,組成，開關(guān)管M2與高頻變壓器T的輸入端相連， 二極管仏與高頻變壓器T,的輸出端相連，濾波電容C4與髙頻變壓器L和二極管 D,回路的兩端并聯(lián)。為使金鹵燈啟動(dòng)時(shí)獲得較大功率，達(dá)到快速啟動(dòng)之目的，可 采用二種方法 一種是加寬升壓電路的控制脈沖，這種方法控制電路簡(jiǎn)單，但 長(zhǎng)時(shí)間寬脈沖驅(qū)動(dòng)，易造成開關(guān)管損壞；另一種方法是釆用變頻啟動(dòng)，即啟動(dòng) 時(shí)降低開關(guān)頻率，從而獲得大功率啟動(dòng)，本實(shí)用新型采用變頻法。2、 低頻全橋逆變電路
金屬卣化物燈啟動(dòng)時(shí)易熄滅，穩(wěn)態(tài)時(shí)易發(fā)生聲頻共振，另外國(guó)產(chǎn)汽車金鹵 燈的一致性還較差，因此本實(shí)用新型釆用全橋式逆變電路，它主要由M" M4, M5， M6構(gòu)成橋式逆變電路，由單片機(jī)Id產(chǎn)生兩路逆變脈沖，由IC3， IC4驅(qū)動(dòng)放大， 穩(wěn)態(tài)時(shí)的逆變頻率為400HZ。
3、 高壓點(diǎn)火電路(即高壓觸發(fā)電路) 金卣燈冷態(tài)時(shí)點(diǎn)火電壓需5KV左右，熱態(tài)時(shí)點(diǎn)火電壓在22KV左右，為了產(chǎn)生 22KV高壓，目前常用的在升壓變壓器T,的副邊加升壓線圈，或者用二級(jí)獨(dú)立的
變壓器構(gòu)成點(diǎn)火電路，這二種方法的缺點(diǎn)是，增加了電路的復(fù)雜性和升壓變壓 器T,的體積。我們知道，單端反激式變換器在負(fù)載開路狀態(tài)將會(huì)在每個(gè)開關(guān)周
期的開關(guān)瞬間形成很高的尖峰電壓，因此，本電路利用這個(gè)尖峰電壓脈沖 O600V),通過電容Cs、 D3對(duì)Q充電，當(dāng)電容(；上電壓達(dá)到600V左右時(shí)，氣體 放電管D4擊穿，從而在變壓器T2原邊加上一個(gè)600V電壓，通過變壓器耦合，在 其副邊產(chǎn)生一個(gè)22KV以上的脈沖電壓。
控制電路除產(chǎn)生二路低頻全橋逆變脈沖和一路升壓電路用的高頻脈沖外， 還須完成輸入欠壓過壓保護(hù)、輸出開路、輸出短路保護(hù)等功能，為此我們選用 一片F(xiàn)reescale公司的單片機(jī)完成有關(guān)計(jì)算和控制。Rh &主要用于輸入電池電 壓采樣，R3、 H主要用于逆變橋直流輸入電壓采樣，Rs主要用于逆變橋直流輸入 電流采樣，IC2、 IC3、 IC4用于脈沖驅(qū)動(dòng)。燈功率主要根據(jù)逆變橋輸入電壓V。,. 和輸入電流1。f的反饋值決定，即PL=V。fXI。f,當(dāng)燈功率P,超過設(shè)定功率上限 nw時(shí)，升壓變換器開關(guān)管M2柵極控制脈沖的寬度變小，當(dāng)燈功率h低于設(shè)定 功率下限9W時(shí)，脈沖寬度變大。
5、輸入濾波及極性保護(hù)電路
為了防止電子鎮(zhèn)流器工作時(shí)，尤其在啟動(dòng)瞬間對(duì)汽車上的其它電子設(shè)備產(chǎn) 生干擾，由L" L2， Ci, C2， C3構(gòu)成低通濾波電路，MOS管M,主要用于輸入端極
性反接保護(hù)。
權(quán)利要求1、一種HID射燈，包括射燈頭和燈座，其特征在于，它還包括小功率金屬鹵化物發(fā)光源和小功率金鹵燈電子鎮(zhèn)流器，所述小功率金屬鹵化物發(fā)光源設(shè)于所述射燈頭內(nèi)，所述小功率金鹵燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)于所述燈座內(nèi)，所述小功率金屬鹵化物發(fā)光源與所述小功率金鹵燈電子鎮(zhèn)流器導(dǎo)通相連。
2、如權(quán)利要求1所述的一種HID射燈，其特征在于，所述射燈頭的尾端設(shè)有電極插腳，所述小功率金屬卣化物發(fā)光源的連接引線與所述電極插腳相連， 所述電極插腳與所述鎮(zhèn)流器插接相連。
3、如權(quán)利要求1或2所述的一種HID射燈，其特征在于，所述鎮(zhèn)流器即為所述燈座。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的一種HID射燈，其特征在于，所述小功率金卣 燈電子鎮(zhèn)流器包括直流升壓電路、整流電路、全橋逆變電路、高壓觸發(fā)電路和 控制電路，所述整流電路與所述直流升壓電路相連，所述直流升壓電路與所述 全橋逆變電路相連，所述全橋逆變電路與高壓觸發(fā)電路相連，所述控制電路分 別與所述直流升壓電路和全橋逆變電路相連，整個(gè)電路都由所述控制電路的一 片單片機(jī)控制，單片機(jī)產(chǎn)生直流升壓電路的PWM控制脈沖和全橋逆變器的低頻 控制脈沖。
5、 如權(quán)利要求4所述的一種HID射燈，其特征在于，所述直流升壓電路釆 用單端反激式升壓電路，由高頻變壓器L、開關(guān)管M2、 二極管"和濾波電容C4 相連而成，所述開關(guān)管M2與所述高頻變壓器L的輸入端相連，所述二極管D,與 所述高頻變壓器Ti的輸出端相連，所述濾波電容G與所述高頻變壓器T,和二極 管D,回路的兩端并聯(lián)。
6、 如權(quán)利要求4所述的一種HID射燈，其特征在于，所述單片機(jī)通過電阻 R3、 R4、 R5分別與所述全橋逆變電路的兩端相連。
7、 如權(quán)利要求4所述的一種HID射燈，其特征在于，所述整流電路由L1、 L2、 Cl、 C2、 C3構(gòu)成低通濾波電路，由MOS管M,構(gòu)成輸入端極性反接保護(hù)電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種HID射燈，包括射燈頭、燈座、小功率金屬鹵化物發(fā)光源和小功率金鹵燈電子鎮(zhèn)流器，小功率金屬鹵化物發(fā)光源設(shè)于射燈頭內(nèi)，小功率金鹵燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)于燈座內(nèi)，小功率金屬鹵化物發(fā)光源與小功率金鹵燈電子鎮(zhèn)流器導(dǎo)通相連。它具有發(fā)光亮度高、節(jié)能效果明顯、光色好、對(duì)環(huán)境污染非常小、壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于軍用裝備、醫(yī)療器械、野外搜救、民用照明等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01J61/00GK201153101SQ200720113059
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者朱忠明 申請(qǐng)人:嘉興市光泰照明有限公司