專利名稱：泛光照明用氙燈電子整流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子整流器，尤其是泛光照明用氙燈電子整流器。
背景技術(shù)：
氙燈又稱為氙氣復(fù)金屬鹵化物燈、氙氣金鹵燈。屬于高強(qiáng)度氣體放電燈， 所謂氣體放電燈就是對陰極電子給予相當(dāng)能量，使其產(chǎn)生動(dòng)能碰撞燈管內(nèi)的氣 體原子，造成氣體原子放電，進(jìn)而由電磁波輻射產(chǎn)生出光源。氙燈是在抗紫外
線石英玻璃管內(nèi)填充約800 900kpa高壓氙氣和多種金屬鹵化物。在18-23KV以 上的啟動(dòng)高壓激勵(lì)下，自由電子在燈中電場的作用下獲得足夠的能量，去碰撞 原子，使其釋放出更多的自由電子，從而在燈內(nèi)的氣體中發(fā)生雪崩放電，只要 外加電場一直持續(xù)，此雪崩放電現(xiàn)象就會(huì)一直持續(xù)，從而釋放出電磁波。最終達(dá) 到氣體放電發(fā)光的目的。
由于氙燈具有高發(fā)光效率；發(fā)光光譜的可見部分的能量分布與曰光最為接 近，具有良好的顯色性；同時(shí)燈管壽命較卣素?zé)糸L，因此35W短弧氙燈廣泛應(yīng) 用于汽車前照燈照明。它的壽命是鹵素?zé)舻?倍，發(fā)光效率是同功率鹵素?zé)舻? 倍。同功率氙燈與室內(nèi)照明和室外泛光照明燈具相比亦具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。
由于氙燈在汽車前照燈的廣泛應(yīng)用，低壓直流供電(12VDC/24VDC)的氤燈 電子整流器技術(shù)方案成熟，成本適中。由于系統(tǒng)成本和技術(shù)難度等方面的原因， 小功率氙氣燈遲遲未能進(jìn)入泛光照明領(lǐng)域。傳統(tǒng)的電子整流器是將開關(guān)電源部 分成熟電路和汽車用氙燈電子整流器電路拓?fù)浜唵委B加，移植到民用照明。它 在系統(tǒng)成本和體積上不具有與現(xiàn)在通用光源相比較的優(yōu)勢。同時(shí)還存在燈具和
整流器分離，難以集成在一起等問題。在民用照明領(lǐng)域的推廣存在障礙。
實(shí)用新型內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有電子整流器存在的不足，本實(shí)用新型提供一種新型的泛光照 明用氤燈電子整流器，這種泛光照明用氙燈電子整流器，使得小功率短弧氙燈 進(jìn)入家庭照明成為可能。實(shí)現(xiàn)了氙氣燈應(yīng)用于交流供電，低成本驅(qū)動(dòng)的要求。 使得基于此電路拓?fù)涞碾娮诱髌骶哂休^低的系統(tǒng)成本和較小的體積，使電子 整流器和氙燈集成在一起具有了可行性。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所釆用的技術(shù)方案是泛光照明用氙燈電子整 流器，其外邊有主體結(jié)構(gòu)外殼，內(nèi)有電源轉(zhuǎn)換器，下邊扣有外殼。在電子整流器 主電路板方框圖中左邊依次是電磁兼容單元、整流單元、單端反激脈寬調(diào)制、 全橋逆變單元、高壓點(diǎn)燈電路；全橋逆變單元的下面是中央控制單元。在中央
控制單元內(nèi)部框圖中微控制器的上邊是燈電壓采樣電路，它下邊是燈電流采樣 電路，左邊是巿電電壓采樣電路，右邊是脈寬調(diào)制控制反饋調(diào)節(jié)和保護(hù)電路。
電子整流器的工作原理開機(jī)后，由PWM控制器反饋調(diào)節(jié)和保護(hù)電路6控制 輸出母線電壓，使其建立300-400V的負(fù)直流高壓，為點(diǎn)燈做好準(zhǔn)備。高壓點(diǎn)燈 電路8在電壓升至火花開關(guān)的擊穿電壓后，依不同型號的氙燈，高壓變壓器T2 產(chǎn)生18-23KV的高壓脈沖，使氙燈內(nèi)惰性氣體高壓電離。然后之前建立的 300-400V的負(fù)直流高壓迅速通過氙燈燈體放電，使氮燈順利地由輝光放電區(qū)過 渡到弧光放電區(qū)，點(diǎn)燈成功。冷燈啟功時(shí)，燈體溫度較低，燈壓亦較低。以35W D2S氙氣燈為例，點(diǎn)燈結(jié)束時(shí)燈壓約20V左右，此階段需fe制燈的峰值電流，典 型值小于2.6A。此時(shí)系統(tǒng)控制為恒流控制。電極溫度過低，會(huì)抑制電極的電子 發(fā)射能力，如果沒有足夠的電子發(fā)射而發(fā)生換向，可能導(dǎo)致斷弧。所以點(diǎn)燈結(jié) 束后需給每個(gè)電極約20mAS的電流時(shí)間積，使電極獲得足夠的電子發(fā)射能力。 一周期結(jié)東后改為高頻方波供電。隨著燈壓的升高，恒流控制在輸出功率到達(dá)
燈的用戶設(shè)定的最大限定功率(典型值小于75W)后，MCU中央控制單元9將系統(tǒng) 改為恒功率控制。隨著燈壓的繼續(xù)升高，MCU中央控制單元9逐步將輸出功率由 用戶設(shè)定的最大限定功率過渡到正常工作功率35W。功率過渡原則是在功率變 化期間，燈輸出亮度不應(yīng)有明顯的變化。在本實(shí)施例中，電子整流器采用了拋 物線的功率變化曲線。系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)釆用恒功率控制，系統(tǒng)具有完善的保護(hù)功能。
本實(shí)用新型的有益效果是，泛光照明用氙燈電子整流器，具有較低的系統(tǒng) 成本和較小的體積，實(shí)現(xiàn)了氙氣燈應(yīng)用于交流供電，低成本驅(qū)動(dòng)的要求。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是泛光照明用氙燈電子整流器的主視圖。
圖2是泛光照明用氙燈電子整流器的系統(tǒng)框圖。
圖3是泛光照明用氙燈電子整流器的中央控制單元內(nèi)部框圖。
圖4是泛光照明用氙燈電子整流器的電氣原理圖。
圖中l(wèi).主體結(jié)構(gòu)外殼，2.電源轉(zhuǎn)換器，3.外殼，4.電磁兼容單元，5.整流 單元，6.單端反激脈寬調(diào)制，,7.全橋逆變單元，8.高壓點(diǎn)燈電路，9.中央控制 單元，IO.微控制器，11.巿電電壓采樣電路，12.燈電壓采樣電路，13.燈電流 釆樣電路，14.脈寬調(diào)制控制反饋調(diào)節(jié)和保護(hù)電路。
具體實(shí)施方式

在圖l、 2、 3中，泛光照明用氙燈電子整流器，其上邊主體結(jié)構(gòu)外殼(1) 內(nèi)有電源轉(zhuǎn)換器(2)，下邊扣有外殼(3)。在電子整流器的框圖中左邊依次是 電磁兼容單元(4 )、整流單元(5 )、單端反激脈寬調(diào)制(6 )、全橋逆變單元(7 )、 高壓點(diǎn)燈電路(8)、全橋逆變單元的下面是中央控制單元(9)。在中央控制單 元內(nèi)部框圖中微控制器(10)的上邊是燈電壓釆樣電路(12),它下邊是燈電流
采樣電路(13)，左邊是巿電電壓采樣電路(11)，右邊是脈寬調(diào)制控制反饋調(diào) 節(jié)和保護(hù)電路(14)。
在圖4中于巿電輸入輸出功率可編程的電路拓?fù)?，包括依次連接的電磁兼 容濾波單元4;全橋整流電路5;單端反激脈寬調(diào)制DC/DC轉(zhuǎn)換器6;全橋逆變 單元7;高壓點(diǎn)燈電路8和MCU中央控制單元9。
其中電磁兼容濾波單元4由X電容Cx,共模抑制濾波器CM和Y電容Cyl和 Cy2組成；全橋整流單元5由整流橋BD和電解電容CE1將巿電整流濾波，Rl負(fù) 責(zé)系統(tǒng)掉電后泄放電解電容存儲(chǔ)的能量；單端反激脈寬調(diào)制DC/DC轉(zhuǎn)換器6由 單端反激變壓器Tl,開關(guān)管Sl,單片電流型PWMICU1,輸入高低壓關(guān)斷電路A， 輸出整流濾波電路，輔助電源電路C組成。其中R4、 R5和C4為U1提供啟動(dòng) 電壓，D4、 C4為Ul提供正常工作電壓。其輸出母線電壓Vbus2是對地的負(fù)電壓， 以降低氙燈燈壁鈉離子的遷移率，從而保證氙燈的壽命；全橋逆變電路7由逆
變橋S廣Sn，燈電流取樣電阻Rs2和全橋驅(qū)動(dòng)電路D組成。燈電流取樣電阻其理想
要求為精度小于2%，溫漂小于1000ppm的無感電阻；高壓點(diǎn)燈電路8由高壓變 壓器T2，點(diǎn)燈觸發(fā)電路組成。高壓變壓器的次級串聯(lián)在輸出電路中。觸發(fā)方式 為定時(shí)自動(dòng)觸發(fā)，當(dāng)氙燈點(diǎn)亮后，高壓點(diǎn)燈電路停止工作；中央控制單元9由 微控制器10和取樣控制電路組成。其中取樣電路分別為巿電電壓取樣電路 (11)，燈電壓釆樣電路(12)、燈電流釆樣電路(13)。控制電路為脈寬調(diào)制 控制反饋調(diào)節(jié)和保護(hù)電路14。中央控制單元9完成以下功能a.輸出功率調(diào)節(jié)； b.燈開路保護(hù)「 c.燈短路保護(hù)；d.燈壽命設(shè)置點(diǎn)保護(hù)；e.點(diǎn)燈失敗保護(hù)。
權(quán)利要求1、一種泛光照明用氙燈電子整流器，由主體結(jié)構(gòu)外殼、電源轉(zhuǎn)換器、外殼、電磁兼容單元、整流單元、單端反激脈寬調(diào)制、全橋逆變單元、高壓點(diǎn)燈電路、中央控制單元、微控制器、市電電壓采樣電路、燈電壓采樣電路、燈電流采樣電路、脈寬調(diào)制控制反饋調(diào)節(jié)和保護(hù)電路組成，其特征是它是上邊主體結(jié)構(gòu)外殼(1)內(nèi)有電源轉(zhuǎn)換器(2)，下邊扣有外殼(3)，在電子整流器中依次串聯(lián)有電磁兼容單元(4)、整流單元(5)、單端反激脈寬調(diào)制(6)、全橋逆變單元(7)、高壓點(diǎn)燈電路(8)，整流單元、單端反激脈寬調(diào)制、全橋逆變單元、高壓點(diǎn)燈電路的下面是中央控制單元(9)，在中央控制單元中微控制器(10)的上面連接有燈電壓采樣電路(12)，它下面連接有燈電流采樣電路(13)，左側(cè)連接有市電電壓采樣電路(11)，右側(cè)連接有脈寬調(diào)制控制反饋調(diào)節(jié)和保護(hù)電路(14)。
專利摘要一種泛光照明用氙燈電子整流器。它是外邊有主體結(jié)構(gòu)外殼，內(nèi)有電源轉(zhuǎn)換器，下邊扣有外殼。在電子整流器主電路板方框圖中左邊依次是電磁兼容單元、整流單元、單端反激脈寬調(diào)制、全橋逆變單元、高壓點(diǎn)燈電路；全橋逆變單元的下面是中央控制單元。在中央控制單元內(nèi)部框圖中微控制器的上邊是燈電壓采樣電路，它下邊是燈電流采樣電路，左邊是市電電壓采樣電路，右邊是脈寬調(diào)制控制反饋調(diào)節(jié)和保護(hù)電路。這種泛光照明用氙燈電子整流器，具有較低的系統(tǒng)成本和較小的體積，實(shí)現(xiàn)了氙氣燈應(yīng)用于交流供電，低成本驅(qū)動(dòng)的要求。
文檔編號H05B41/28GK201191936SQ20082001704
公開日2009年2月4日 申請日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者李宗杰, 王玉軍, 田中林, 馬尚昆 申請人:德州三和電器有限公司