專利名稱：高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器啟動輸出限流電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電照明領域，具體是用于放電燈點火、控制的電路裝置。
背景技術：
高強度氣體放電燈(HID燈)是用途極為廣泛的新型節(jié)能型電光源，已逐漸成為公共場所及家庭照明的首選光源。目前的電子鎮(zhèn)流器的啟動輸出電路通常是采用變壓器串聯(lián)連接的方法，如中國專利ZL00246388.1公開了一種“大功率高強度氣體放電燈用低成本電子鎮(zhèn)流器”，該電子鎮(zhèn)流器的諧振輸出電路由逆變電路、振蕩啟動電路及鎮(zhèn)流點燈電路連接構成。其中的鎮(zhèn)流點燈電路由變壓器T2及電容C14構成，變壓器T2由兩個串聯(lián)連接的主線圈及兩個串聯(lián)連接的副線圈構成。變壓器T2產(chǎn)生諧振高頻高壓為金屬鹵化物燈提供啟輝電壓及鎮(zhèn)流電壓。金屬鹵化物燈觸發(fā)點亮之后，變壓器的初級繞組將作為限流線圈來扼制燈泡的電流變化，使燈泡穩(wěn)定工作。但目前電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的啟輝電壓一般只能達到2000至3000V，而如功率400W以上的高壓鈉燈所需要的啟動電壓較高，一般為5KV以上，所以一般電子鎮(zhèn)流器不能應用于如輸出功率400W以上的高壓鈉燈。由于起鎮(zhèn)流作用的限流線圈串聯(lián)后阻抗較大，因而變壓器發(fā)熱量大，電子鎮(zhèn)流器的穩(wěn)定性和可靠性較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種輸出功率大、發(fā)熱量低、性能穩(wěn)定的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器啟動輸出限流電路。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器啟動輸出限流電路，包括有觸發(fā)電路和啟動電路，啟動電路具有兩變壓器T3、T4，觸發(fā)電路為啟動電路提供啟動信號；啟動電路的兩變壓器T3、T4之間還連接有兩繼電器J1、J2，上述兩變壓器中的次級線圈串聯(lián)，兩繼電器在啟動電路產(chǎn)生啟輝電壓后由一控制電路提供信號而發(fā)生動作，使兩變壓器中起限流作用的初級線圈由串聯(lián)連接轉換成并聯(lián)連接。
所述的控制電路具有三極管Q7和RS觸發(fā)器U6；RS觸發(fā)器U6的信號輸出端與三極管Q7的基極連接，三極管Q7的發(fā)射極接地，三極管Q7的集電極與繼電器J1連接，當三極管Q7導通，繼電器J1得電動作。
所述的啟動電路的變壓器T3和T4的初級繞組通過繼電器J2的常閉觸點形成串聯(lián)連接；繼電器J2的常開觸點與負載連接，閉合時使變壓器T4的初級線圈導通；繼電器J1的兩個常閉觸點懸空，繼電器J1的一個常開觸點與低壓電源連接，閉合時使繼電器J2的線圈得電動作；繼電器J1的另一個常開觸點與變壓器T3的初級線圈連接，閉合時使變壓器T3的初級線圈導通；繼電器J1的線圈的一端與低壓電源連接，繼電器J1的線圈的另一端即與上述控制電路的三極管Q7的集電極連接。
所述的繼電器J1與低壓電源之間還設置有起降壓作用的二極管D11、D12。
所述的RS觸發(fā)器U6的型號為CD4013。
本上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點本發(fā)明采用控制電路對變壓器T3、T4的初級繞組的連接方法進行控制，在燈泡觸發(fā)點前，T3、T4的初級繞組為串聯(lián)連接，而且電感量比較大，保證燈泡能夠可靠觸發(fā)點亮。當燈泡觸發(fā)點亮后約4～6秒鐘，控制電路通過控制繼電器J1、J2進行轉換，將T3、T4的初級繞組由原來的串聯(lián)連接變?yōu)椴⒙?lián)連接。這樣，一方面使燈泡能夠可靠的觸發(fā)啟動，而且電子鎮(zhèn)流器的輸出功率也能夠滿足要求；另一方面，并聯(lián)后使阻抗下降為串聯(lián)連接時的四分之一左右，T3、T4的溫升得到控制，溫升比普通的電感串聯(lián)連接的限流方法至少下降50％以上，使電子鎮(zhèn)流器的整體溫升至少下降30％以上，從而大大提高了電子鎮(zhèn)流器的穩(wěn)定性和可靠性。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中圖1為本發(fā)明電路框圖；圖2為本發(fā)明的電路原理圖；圖3為本發(fā)明應用例的電路結構框圖；圖4為本發(fā)明應用例的電路原理圖。
具體實施例方式
實施例見圖1及圖2，本實施例的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器啟動限流輸出電路具有觸發(fā)電路1和啟動電路2，啟動電路1具有兩變壓器T3、T4，觸發(fā)電路1為啟動電路2提供啟動信號；啟動電路2的兩變壓器T3、T4之間還連接有兩繼電器J1、J2，上述兩變壓器中的次級線圈串聯(lián)，兩繼電器在啟動電路產(chǎn)生啟輝電壓后由一控制電路3提供信號而發(fā)生動作，使兩變壓器中起限流作用的初級線圈由串聯(lián)連接轉換成并聯(lián)連接。
見圖2，觸發(fā)電路1由電阻R34～R36、R40～R45、電容C22、雙向觸發(fā)二極管DB3、晶閘管Q6連接構成。電阻R40～R44連接構成分壓電路，雙向觸發(fā)二極管DB3的一端與晶閘管Q6的控制極連接，另一端與分壓電路連接。電容C22、晶閘管Q6和變壓器T3、T4的次級線圈連接成放電回路，其中晶閘管Q6的負極接地。
控制電路3由型號為CD4013的RS觸發(fā)器U6及其外圍元件、三極管Q7、二極管D11、D12以及繼電器J1、J2連接構成。RS觸發(fā)器U6的信號輸出端1腳與三極管Q7的基極連接，三極管Q7的發(fā)射極接地，三極管Q7的集電極與繼電器J1連接。二極管D11、D12串聯(lián)后D11的正極接15V低壓電源，D12的負極分別與繼電器J1和RS觸發(fā)器U6連接。RS觸發(fā)器U6可在設定的時間發(fā)出控制信號，控制繼電器J1動作，繼而控制繼電器J2動作，使變壓器T3、T4的初級繞組由串聯(lián)連接變成并聯(lián)連接。
啟動電路2由變壓器T3、T4連接構成。變壓器T3、T4的次級繞組串聯(lián)連接，變壓器T3和T4的初級繞組通過繼電器J2的常閉觸點形成串聯(lián)連接；繼電器J2的常開觸點與負載連接，閉合時使變壓器T4的初級線圈導通；繼電器J1的兩個常閉觸點懸空，繼電器J1的一個常開觸點與低壓電源連接，閉合時使繼電器J2的線圈得電動作；繼電器J1的另一個常開觸點與變壓器T3的初級線圈連接，閉合時使變壓器T3的初級線圈導通；繼電器J1的線圈的一端與低壓電源連接，繼電器J1的線圈的另一端即與上述控制電路的三極管Q7的集電極連接。
在接通電源后，啟動信號采樣端A上產(chǎn)生約350V的直流電壓信號，此電壓信號通過電阻R34、R35、R36對電容C22充電，電容C22上的電壓經(jīng)T3、T4的次級繞組后加到晶閘管Q6的陽極上，電阻R40～R44組成的分壓電路對電容C22上的電壓進行分壓，當雙向觸發(fā)二極管DB3上的電壓到達轉折電壓時，DB3觸發(fā)導通，晶閘管Q6的控制極得到一個控制信號，晶閘管Q6導通，這時電容C22通過T3、T4的次級繞組和晶閘管Q6對地放電。因為電容C22放電回路的等效電阻比較小，放電電流比較大，所以在T3、T4的次級繞組上產(chǎn)生了一個很大的感應電動勢，該感應電動勢耦合到T3、T4的初級繞組上，因T3、T4的初、次級繞組的匝比約為20∶1，所以在T3、T4的初級繞組上將產(chǎn)生了一個5KV左右的高壓脈沖，將高壓鈉燈燈泡觸發(fā)點亮。從接通電源到燈泡點亮這個過程約1秒鐘左右。燈泡點亮之后，啟動信號采樣端“A”上的電壓信號經(jīng)電阻R34、R35、燈泡、T3、T4的初級繞組到地形成通路，因電阻R36的阻抗遠大于燈泡、T3、T4的初級繞組的總阻抗，電容C22上的電壓經(jīng)電阻R40～R44分壓所得的電壓再也不足以使DB3觸發(fā)導通，晶閘管Q6截止，T3、T4的次級繞組基本上沒有電流流過，T3、T4的初級繞組將不會再產(chǎn)生高壓脈沖。C端與高頻轉換電路的輸出端連接。
在接通電源的同時，15V直流電壓加到二極管D11的正極，經(jīng)二極管D11、D12降壓后得到約13.5V的直流電壓給U6、繼電器J1、J2供電；在剛接通電源的6秒鐘內(nèi)，U6的第1腳輸出為低電平，三極管Q7截止，繼電器J1、J2保持原始狀態(tài)均不動作，此時T3、T4的初級繞組串聯(lián)連接；接通電源6秒鐘左右，U6的1腳輸出為高電平，三極管Q7導通，此時繼電器J1得電開始動作，J1的常閉觸點斷開，常開觸點閉合，T4的初級繞組被瞬時短路；在此同時因J1的常開觸點閉合，J2的線圈接通，J2得電動作，J2的常閉觸點斷開，常開觸點閉合，T4的初級繞組接通。至此，T3、T4的初級繞組由原來的串聯(lián)連接變成了并聯(lián)連接，變成并聯(lián)連接后輸出限流電路的阻抗下降為串聯(lián)連接的四分之一，通過T3、T4初級繞組的電流下降為采用串聯(lián)連接時的二分之一。這樣一來，不但電子鎮(zhèn)流器的輸出功率可以做到1000W甚至1000W以上，而且使T3、T4的溫升至少下降50％以上，使電子鎮(zhèn)流器的整體溫升下降30％以上，從根本解決了大功率電子鎮(zhèn)流器因溫升過高而影響性能、穩(wěn)定性和可靠性的問題。
應用例見圖3，本應用例的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器包括有依次連接的濾波電路1、第一整流電路2、功率因數(shù)校正電路3、高頻變換電路4、啟動輸出限流電路5，濾波電路1與低壓直流電路6之間還連接有第二整流電路9，保護電路7分別與功率因數(shù)校正電路3和PWM脈沖控制電路8相連，低壓直流電路6分別與功率因數(shù)校正電路3、啟動輸出限流電路5、保護電路7、和PWM脈沖控制電路8相連。
見圖4，濾波電路1包括有電容C1、C2、C3、C4以及高頻電感L1。其中，電容C3、C4的連接處接地。濾波電路一方面抑制來自電網(wǎng)的電磁干擾，另一方面抑制自身和其它電器對鎮(zhèn)流鎮(zhèn)的干擾，以保證電網(wǎng)不受污染。
第一整流電路2是由橋式整流電路KBU1和電容C5連接構成。
第二整流電路9都是橋式整流電路KBU2和電容E3連接構成。
功率因數(shù)校正電路3是為有源功率因數(shù)校正電路，由型號為MC33262功率因數(shù)校正器U1及其外圍元件、變壓器T1、場效應管Q1、連接構成。
高頻變換電路4由場效應管Q4、Q5，變壓器T2、電容C9、C23、二極管D8、D9、D10，Z3、Z4、Z5，電阻R28、R29、R30、R31、三極管Q2、Q3連接構成。工作時，場效應管Q4、Q5輪流導通，為負載(高壓鈉燈)提供高頻電流。
低壓直流電路6由光電耦合器U3、型號為TOP211Y的開關電源單片機U2及其外圍元件、變壓器T5連接構成。第二整流電路9和低壓直流電路6具有區(qū)別與其他電路的、獨立的接地，防止與其他電路相互干擾，保證低壓直流電路輸出電壓的穩(wěn)定性。
保護電路7由型號為LM324的四運放集成電路U4及其外圍元件連接構成。
PWM脈沖控制電路8由型號為SG3525A的電壓型PWM集成控制器U5及其外圍元件連接構成。
接通電源后，濾波電路1對電網(wǎng)輸入的電壓信號進行濾波，濾波后的電壓信號分別輸出到第一整流電路2和第二整流電路9；第一整流電路2對輸入的交流電進行整流，整流后的信號輸出到功率因數(shù)校正電路3；第二整流電路9將輸入的交流電進行整流，整流后的信號輸出到低壓直流電路6，第二整流電路9具有獨立的接地，低壓直流電路6將輸入的信號進行轉換，輸出一個穩(wěn)定的低壓直流電，為功率因數(shù)校正電路3、PWM脈沖控制電路8以及保護電路7中的有源器件供電。低壓直流電路6還為啟動輸出限流電路5提供電壓信號。功率因數(shù)校正電路3將輸入信號進行轉換，輸出一個穩(wěn)定的直流電壓，通過高頻變換電路4給高壓鈉燈供電。PWM脈沖控制電路8輸出脈沖信號、控制高頻變換電路4導通。高頻變換電路4與高壓鈉燈之間連接有啟動輸出限流電路5。保護電路7的兩個輸出端分別與功率因數(shù)校正電路3和脈沖控制電路8的輸入端連接，對電路發(fā)生開路或短路的意外故障起到自動保護功能。
其中，啟動輸出限流電路5的變壓器T3、T4的初級繞組開始為串聯(lián)連接，當燈泡觸發(fā)點亮后約4～6秒鐘左右，T3、T4的初級繞組由原來的串聯(lián)連接變?yōu)椴⒙?lián)連接。這樣，一方面，串聯(lián)后具有較大的電感量，使燈泡能夠可靠的觸發(fā)啟動，而且電子鎮(zhèn)流器的輸出功率也能夠滿足要求。另一方面，燈泡點亮后變成并聯(lián)，并聯(lián)后阻抗下降為串聯(lián)連接時的四分之一，使T3、T4的溫升得到控制，溫升比串聯(lián)連接的限流方法至少下降50％以上，電子鎮(zhèn)流器的整體溫升至少下降30％以上，從而大大提高了電子鎮(zhèn)流器的性能穩(wěn)定性和可靠性。
權利要求
1.一種高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器啟動輸出限流電路，包括有觸發(fā)電路和啟動電路，啟動電路具有兩變壓器T3、T4，觸發(fā)電路為啟動電路提供啟動信號；其特征在于啟動電路的兩變壓器T3、T4之間還連接有兩繼電器J1、J2，上述兩變壓器中的次級線圈串聯(lián)，兩繼電器在啟動電路產(chǎn)生啟輝電壓后由一控制電路提供信號而發(fā)生動作，使兩變壓器中起限流作用的初級線圈由串聯(lián)連接轉換成并聯(lián)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器啟動輸出限流電路，其特征在于所述的控制電路具有三極管Q7和RS觸發(fā)器U6；RS觸發(fā)器U6的信號輸出端與三極管Q7的基極連接，三極管Q7的發(fā)射極接地，三極管Q7的集電極與繼電器J1連接，當三極管Q7導通，繼電器J1得電動作。
3.根據(jù)權利要求2所述的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器啟動輸出限流電路，其特征在于所述的啟動電路的變壓器T3和T4的初級繞組通過繼電器J2的常閉觸點形成串聯(lián)連接；繼電器J2的常開觸點與負載連接，閉合時使變壓器T4的初級線圈導通；繼電器J1的兩個常閉觸點懸空，繼電器J1的一個常開觸點與低壓電源連接，閉合時使繼電器J2的線圈得電動作；繼電器J1的另一個常開觸點與變壓器T3的初級線圈連接，閉合時使變壓器T3的初級線圈導通；繼電器J1的線圈的一端與低壓電源連接，繼電器J1的線圈的另一端即與上述控制電路的三極管Q7的集電極連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器啟動輸出限流電路，其特征在于所述的繼電器J1與低壓電源之間還設置有起降壓作用的二極管D11、D12。
5.根據(jù)權利要求2所述的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器啟動輸出限流電路，其特征在于所述的RS觸發(fā)器U6的型號為CD4013。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器啟動輸出限流電路，包括有觸發(fā)電路和啟動電路，啟動電路具有兩變壓器T3、T4，觸發(fā)電路為啟動電路提供啟動信號；其特征是啟動電路的兩變壓器T3、T4之間還連接有兩繼電器J1、J2，上述兩變壓器中的次級線圈串聯(lián)，兩繼電器在啟動電路產(chǎn)生啟輝電壓后由控制電路提供信號而發(fā)生動作，使兩變壓器中起限流作用的初級線圈由串聯(lián)連接轉換成并聯(lián)連接。這樣，一方面燈泡能夠可靠的觸發(fā)啟動，而且電子鎮(zhèn)流器的輸出功率也能夠滿足要求；另一方面并聯(lián)后阻抗下降為串聯(lián)連接時的四分之一，使T3、T4的溫升得到控制，電子鎮(zhèn)流器的整體溫升下降30％以上，提高了電子鎮(zhèn)流器的穩(wěn)定性和可靠性。
文檔編號H05B41/14GK101022691SQ200610007509
公開日2007年8月22日 申請日期2006年2月13日 優(yōu)先權日2006年2月13日
發(fā)明者陳秀清 申請人:史俊生