專利名稱：一種高強度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高強度氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器，具體說是關(guān)于鈉燈。金屬鹵化物燈等各種大小功率高強度氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù)：
電子鎮(zhèn)流器由于其體積小，重量輕，效率高等優(yōu)點而廣受人們重視。它一般運行在高頻狀態(tài)，可以大大減小與燈串聯(lián)的電感，但由于其高頻運行，出現(xiàn)了一個電感式鎮(zhèn)流器所不存在的一個問題聲諧振，即燈在某一運行頻率范圍內(nèi)(一般為幾kHz-幾百kHz)運行時會出現(xiàn)燈電弧閃爍，熄弧甚至爆炸。為了解決這個問題，也采取了各種各樣的措施，如超高頻點燈運行頻率高于聲諧振的最高頻率；頻率調(diào)制使燈工作頻率在某一范圍內(nèi)不停變動，以防止聲諧振發(fā)生；高頻方波點燈一般認(rèn)為聲諧振產(chǎn)生是由于輸入燈中的周期性的能量在燈內(nèi)產(chǎn)生駐波，發(fā)生諧振，而方波點燈則排除了能量的波動，可防止聲諧振；低頻方波點燈讓燈工作于一低頻狀態(tài)，用方波電流供電。
普通低頻方波點燈電路是由功率因數(shù)校正電路、直流變換電路和低頻方波逆變電路三級組成，市電經(jīng)功率因數(shù)校正直流變換后輸入低頻方波逆變電路，通過該電路內(nèi)的四個低頻開關(guān)二二交替工作，給燈提供交流電和經(jīng)變壓器給燈提供啟動高壓。這種低頻方波點燈方式雖然能有效地防止聲諧振產(chǎn)生，但是由于它由三級組成，電路復(fù)雜，成本高，效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種無聲諧振的高強度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，它簡化了電路，降低了成本，總體效率高。
本實用新型的高強度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，包括功率因數(shù)校正器，低頻方波逆變電路、燈，還包括電流檢測電路和含有驅(qū)動脈沖電路、低頻方波信號發(fā)生器及邏輯運算電路的控制電路，從低頻方波逆變電路引出的檢流信號經(jīng)電流檢測電路放大、濾波后輸入驅(qū)動脈沖電路，由驅(qū)動脈沖電路將輸入信號變成驅(qū)動脈沖信號，該驅(qū)動脈沖信號和低頻方波信號發(fā)生器發(fā)出的低頻方波信號均輸入邏輯運算電路，經(jīng)邏輯運算后輸出開關(guān)驅(qū)動信號，用于控制低頻方波逆變電路的開關(guān)管。
本實用新型的電子鎮(zhèn)流器采用低頻方波供電，運行時無聲諧振產(chǎn)生，由于它比已有的低頻方波電子鎮(zhèn)流器少了一級電路，故結(jié)構(gòu)簡單，成本降低，電路總體效率高。


圖1是本實用新型構(gòu)成電路方框圖；圖2是低頻方波逆變電路的一種具體電路實例；圖3是電流檢測電路的一種具體電路實例；圖4是控制電路原理圖；圖5是開關(guān)管驅(qū)動時序附圖；圖6是低頻方波逆變電路的另一種具體電路實例；圖7是在母線引出檢流信號的電路圖；圖8是電流檢測電路的另一種具體電路實例。
具體實施方式
參照圖1，本實用新型的高強度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器包括功率因數(shù)校正電路1，接于功率因數(shù)校正電路輸出端、給燈L供電的低頻方波逆變電路2，還包括電流檢測電路3和含有驅(qū)動脈沖電路4、低頻方波信號發(fā)生器5及邏輯運算電路6的控制電路7，從低頻方波逆變電路2引出的檢流信號經(jīng)電流檢測電路3放大、濾波后輸入驅(qū)動脈沖電路4，由驅(qū)動脈沖電路4將輸入信號變成驅(qū)動脈沖信號，該驅(qū)動脈沖信號和低頻方波信號發(fā)生器5發(fā)出的低頻方波信號均輸入邏輯運算電路7，經(jīng)邏輯運算后輸出開關(guān)驅(qū)動信號，用于控制低頻方波逆變電路的開關(guān)管。
圖2所示的低頻方波逆變電路具有由二個高頻管S1、S2，二個低頻管S3、S4構(gòu)成的逆變橋，低頻管S4與二極管D2并聯(lián)的一端接高頻管S1，另一端接檢流電阻R1組成一個橋臂，低頻管S3與二極管D1并聯(lián)的一端接高頻管S2，另一端接檢流電阻R2組成的另一個橋臂，在二個橋臂的中點間接入燈L與變壓器T原邊繞組連接后并聯(lián)電容C1再串聯(lián)電感L1的電路。這里，變壓器T1用于給燈提供啟動高壓。在檢流電阻R1與低頻管S4的接點A和檢流電阻R2與低頻管S3的接點B分別引出用于實現(xiàn)恒流控制的檢流信號，輸給電流檢測電路。此例，檢流信號從接于橋臂的電阻R1、R2引出，或者也可從接于母線的電阻引出(后述)。
實現(xiàn)恒流控制的電流檢測電路如圖3所示，它是由運放A1、A2和相應(yīng)的阻容元件，二極管構(gòu)成的放大、濾波電路。運放A1、A2的正端分別輸入檢流信號，負(fù)端和輸出端間分別跨接電阻R13、R14，運放的輸出端分別經(jīng)電阻與二極管D12、D11的陽極相連，兩個二極管的陰極與電阻R19和電容C13的并聯(lián)電路的一端相連，為電流檢測信號輸出端，在電阻R19和電容C13并聯(lián)電路的另一端與兩個二極管的陽極之間分別接入電阻和電容相并聯(lián)的電路。
控制電路如圖4所示，它包括由運放比較器A3、A4及阻容元件構(gòu)成的驅(qū)動脈沖電路和芯片NE555的低頻方波信號發(fā)生器及由非門B1、與門B2、B3構(gòu)成的邏輯運算電路。
運放A3的正端接一恒定的直流信號作為參考，電流檢測電路輸出的電流檢測信號輸入運放A3的負(fù)端，經(jīng)過運放A3和跨接在運放A3負(fù)端與輸出端間的電容CAP、電阻Rb組成的積分調(diào)節(jié)器后輸出一直流信號，該信號與輸入比較器A4正端的一三角波經(jīng)過比較器A4比較后產(chǎn)生驅(qū)動脈沖信號輸入非門、與門，由非門、與門對輸入的驅(qū)動脈沖信號和低頻方波信號進行邏輯運算后輸出開關(guān)驅(qū)動信號O1、O2、O3、O4分別控制開關(guān)管S1、S2、S3、S4。上述的控制電路或者也可用一般的PWM芯片如TL494來代替。
本實用新型的工作過程對照開關(guān)管驅(qū)動時序圖(圖5)，該電路有兩種工作模式1、低頻管S3合上，S2和S4打開，S1處于高頻開關(guān)狀態(tài)，這種工作狀態(tài)即圖5中的t2-t3時刻。當(dāng)開關(guān)S1合上時，電流流過S1、電感L1、燈、變壓器T1、電容C1和低頻開關(guān)S3；當(dāng)開關(guān)S1打開時，電流流過二極管D2、電感L1、燈、變壓器T1、電容C1和低頻開關(guān)S3。因此這段時間中電路就是一個普通的降壓直流變換電路。
2、低頻管S4合上，S1和S3打開，S2處于高頻開關(guān)狀態(tài)，這種工作狀態(tài)即圖5中的t1-t2時刻。當(dāng)開關(guān)S2合上時，電流流過S2、變壓器T1、燈、電容C1、電感L1和低頻開關(guān)S4；當(dāng)開關(guān)S2打開時，電流流過二極管D1、變壓器T1、燈、電容C1、電感L1和低頻開關(guān)S4。因此這段時間中電路也是一個普通的降壓直流變換電路，綜上可見，由于燈工作于低頻方波供電條件，因此不會產(chǎn)生聲諧振。
本實用新型中的低頻方波逆變電路也可如圖6所示，具有由四個高頻管S1、S2、S3、S4分別并聯(lián)二極管D3、D4、D1、D2組成的逆變橋。這時開關(guān)管S1和S3采用相同的驅(qū)動信號，用與、非門邏輯運算后O1端的輸出信號驅(qū)動，S2和S4也采用相同的驅(qū)動信號，用與、非門邏輯運算后O2端的輸出信號驅(qū)動，兩者互補，也可產(chǎn)生低頻方波電流供給燈。這里高頻管并聯(lián)二極管連接也可用場效應(yīng)管MOSFET代替，即逆變橋可用四個場效應(yīng)管組成。
圖7所示，檢流信號從接于母線的電阻R3引出，這時電流檢測電路如圖8所示，是由運放A5和相應(yīng)的阻容元件構(gòu)成。
權(quán)利要求1.一種高強度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，包括功率因數(shù)校正器[1]，低頻方波逆變電路[2]、燈[L]，其特征是還包括電流檢測電路[3]和含有驅(qū)動脈沖電路[4]、低頻方波信號發(fā)生器[5]及邏輯運算電路[6]的控制電路[7]，從低頻方波逆變電路[2]引出的檢流信號經(jīng)電流檢測電路[3]放大、濾波后輸入驅(qū)動脈沖電路[4]，由驅(qū)動脈沖電路[4]將輸入信號變成驅(qū)動脈沖信號，該驅(qū)動脈沖信號和低頻方波信號發(fā)生器[5]發(fā)出的低頻方波信號均輸入邏輯運算電路[7]，經(jīng)邏輯運算后輸出開關(guān)驅(qū)動信號，用于控制低頻方波逆變電路的開關(guān)管。
2.按權(quán)利要求1所述的一種高強度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是低頻方波逆變電路[2]具有由二個高頻管[S1]、[S2]，二個低頻管[S3]、[S4]構(gòu)成的逆變橋，低頻管[S4]與二極管[D2]并聯(lián)的一端接高頻管[S1]，另一端接檢流電阻[R1]組成一個橋臂，低頻管[S3]與二極管[D1]并聯(lián)的一端接高頻管[S2]，另一端接檢流電阻[R2]組成的另一個橋臂，低頻管[S3]與二極管[D1]并聯(lián)的一端接高頻管[S2]，另一端接檢流電阻[R2]組成另一個橋臂，在二個橋臂的中點間接入燈[L]與變壓器[T]原邊繞組連接后并聯(lián)電容[C1]再串聯(lián)電感[L1]的電路。
3.按權(quán)利要求1所述的一種高強度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是具有由四個高頻管[S1]、[S2]、[S3]、[S4]分別并聯(lián)二極管[D3]、[D4]、[D1]、[D2]組成的逆變橋。
4.按權(quán)利要求3所述的一種高強度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是所說的高頻管并聯(lián)二極管的連接用場效應(yīng)管代替。
5.按權(quán)利要求1所述的一種高強度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是電流檢測電路[3]是由運放[A1]、[A2]和相應(yīng)的阻容元件，二極管構(gòu)成的放大、濾波電路。
6.按權(quán)利要求1所述的一種高強度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是控制電路[7]包括由運放比較器[A3]、[A4]及阻容元件構(gòu)成的驅(qū)動脈沖電路和芯片NE555的低頻方波信號發(fā)生器及由非門[B1]、與門[B2]、[B3]構(gòu)成的邏輯運算電路。
7.按權(quán)利要求1所述的一種高強度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是控制電路[7]是PWM芯片。
專利摘要本實用新型的高強度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，包括功率因數(shù)校正器，低頻方波逆變電路、燈，還包括電流檢測電路和含有驅(qū)動脈沖電路、低頻方波信號發(fā)生器及邏輯運算電路的控制電路，從低頻方波逆變電路引出的檢流信號經(jīng)電流檢測電路放大、濾波后輸入驅(qū)動脈沖電路，由驅(qū)動脈沖電路將輸入信號變成驅(qū)動脈沖信號，該驅(qū)動脈沖信號和低頻方波信號發(fā)生器發(fā)出的低頻方波信號均輸入邏輯運算電路，經(jīng)邏輯運算后輸出開關(guān)驅(qū)動信號，用于控制低頻方波逆變電路的開關(guān)管。本實用新型的電子鎮(zhèn)流器采用低頻方波供電，運行時無聲諧振產(chǎn)生，由于它比已有的低頻方波電子鎮(zhèn)流器少了一級電路，故結(jié)構(gòu)簡單，成本降低，電路總體效率高。
文檔編號H05B41/14GK2529485SQ01273270
公開日2003年1月1日 申請日期2001年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月30日
發(fā)明者沈淼森, 錢照明 申請人:浙江大學(xué)