專利名稱：一種高強(qiáng)度氣體放電燈的電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于照明電器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度氣體放電燈的電源裝置。
目前國內(nèi)外所使用的高強(qiáng)度氣體放電燈的電源裝置，主要有兩種，一種是電子式，它由整流電路，濾波電路和逆變電路構(gòu)成，工作頻率為幾千赫芝到幾百千赫芝。由于高強(qiáng)度氣體放電燈功率大，大都在50-1000W之間；啟輝電壓高，一般均在數(shù)千伏；啟動(dòng)電流又是正常工作電流的數(shù)倍。這些要求對(duì)晶體管構(gòu)成的逆變電路都是苛刻的，特別是當(dāng)燈座短路、燈泡損壞開路、夏季輸電線雷電干擾等異常狀態(tài)的發(fā)生，對(duì)其工作可靠性都是致命的。再一點(diǎn)是為了避免電子式特有的“聲共振”現(xiàn)象，電路設(shè)計(jì)變得十分復(fù)雜，制造成本是電感式的一倍以上。盡管它的功率因數(shù)高達(dá)0.9，而市場(chǎng)上卻仍很少見，其原因就在于此。市場(chǎng)上使用最多的高強(qiáng)度氣體放電燈的電源裝置是電感鎮(zhèn)流器，其電壓特性太陡，電壓高，電流也大，而且功率因數(shù)僅0.3～0.45；目前使用多的原因是可靠性好，價(jià)格低廉，比較實(shí)用。用于金鹵燈的超前頂峰式鎮(zhèn)流器，它的功率因數(shù)達(dá)0.85～0.95，然而其漏感大，所以自身消耗功率也大，約占燈功率的15％以上。而且它的電流呈馬鞍形，電源電流總諧波失真高達(dá)50％，三次諧波占40％左右，嚴(yán)重污染電網(wǎng)。因此稱之“漏磁變壓器”，其外殼溫度高達(dá)100℃。內(nèi)部補(bǔ)償電容器一般選用CBB，規(guī)定環(huán)境溫度為70℃，顯然安全性能較差。
本發(fā)明的目的是要設(shè)計(jì)一種既有高的功率因數(shù)，自身損耗又小，電源電流總諧波失真也小，而可靠性又高，工作壽命長，制造成本較低的高強(qiáng)度氣體放電燈的電源裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是它由外殼、鐵芯和繞在鐵芯上的電感線圈構(gòu)成，其特征在于電感線圈上設(shè)有抽頭，電容器的一端與抽頭連接，另一端接在電源輸入公共端上，電感線圈的始端是電源另一個(gè)輸入端，其末端外接放電燈，放電燈的另一端與電源輸入公共端相連接。所說的電感線圈上的抽頭設(shè)在靠近起始端，其圈數(shù)與整個(gè)電感線圈的圈數(shù)比取1∶10至1∶30。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是電感線圈的起始部分設(shè)有抽頭，并接電容器，既提高了功率因數(shù)，又自發(fā)啟動(dòng)脈沖電壓，自身功耗小，溫升低，電源電流總諧波失真隨之減小，可靠性好，工作壽命長，還節(jié)省制造成本。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明電原理圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本發(fā)明是一種高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)的電源裝置，由外殼1、鐵芯2和繞在鐵芯上的電感線圈8構(gòu)成，其特征在于電感線圈8上設(shè)有抽頭6，電容器9的一端與抽頭6連接， 另一端接在電源輸入公共端3上，電感線圈8的始端2與電源另一個(gè)輸入端相連接，其末端4和接點(diǎn)5與外接的放電燈10的兩個(gè)電極相連接，接點(diǎn)5與電源輸入公共端3用導(dǎo)線相連接。電感線圈8上的抽頭6設(shè)在靠近起始端2，其圈數(shù)與整個(gè)電感線圈8的圈數(shù)比通常等于1∶10至1∶30。電容器9的容量與配接的燈功率有關(guān)，最佳范圍是燈功率的瓦數(shù)乘以0.09至0.17系數(shù)，單位是微法。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)計(jì)參考系數(shù)選取0.14，圈數(shù)比選取1∶17，實(shí)測(cè)電路功率因數(shù)達(dá)0.98，并且當(dāng)電源電壓在185～242v范圍內(nèi)變化時(shí)都能可靠地啟動(dòng)所接的IIID燈。
通過精細(xì)設(shè)計(jì)，另一個(gè)實(shí)施例的鐵芯7選用了E型，而在一個(gè)同規(guī)格HID燈的實(shí)施例中選用了C型，其結(jié)果是后者使整個(gè)電源裝置的重量減輕了25％，節(jié)省了高強(qiáng)度漆包線，也減小了硅鋼片的用量，體積相應(yīng)減小。不但安裝使用方便，運(yùn)輸費(fèi)用也同樣的減少。外殼可用塑料、膠木或尼龍等非導(dǎo)磁材料構(gòu)成，而在實(shí)施例中鋁殼最好，不但容易成型、制造，防銹，還具有散熱良好的優(yōu)點(diǎn)。在外殼1內(nèi)填充絕緣樹脂和石英砂材料，絕緣性能與瀝青相仿，而牢固度和散熱性能卻明顯占優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明在環(huán)境溫度40℃時(shí)，實(shí)測(cè)外殼的溫度均低于70℃。
本發(fā)明的工作過程符合電工原理，又適應(yīng)高強(qiáng)度氣體放電燈的啟動(dòng)和正常工作所需的條件。開啟電源時(shí)，高強(qiáng)度氣體放電燈10呈開路狀態(tài)，電源電流從2端流入電感線圈8，從抽頭6經(jīng)電容器9回流至電源的公共輸入端3，在電感線圈的4端感生出高脈沖電壓，觸發(fā)放電燈10啟輝，此時(shí)放電燈10的啟動(dòng)電流超過正常工作電流，而兩端的電壓僅十幾伏，近似短路狀態(tài)，這個(gè)過程就是輝光放電。經(jīng)過一段時(shí)間，放電燈兩端電壓逐漸增加，而電流卻隨之減小，燈的發(fā)光強(qiáng)度漸趨正常，過渡到完全弧光放電時(shí)達(dá)到穩(wěn)定。此時(shí)流經(jīng)電容器9的電流是超前的，與流過電感線圈8的滯后電流基本得以補(bǔ)償，功率因數(shù)提高成為現(xiàn)實(shí)。
當(dāng)電源線上有類似雷電那樣的脈沖電流，它的大部分將被電感線圈8的前端與電容器9的支路所吸收，由于電感線圈8的存在，使得電容器9能在安全的環(huán)境下從容地工作。
從本發(fā)明實(shí)施例的描述中不難理解，設(shè)計(jì)人提供的是改進(jìn)的高強(qiáng)度氣體放電燈的電源裝置，它可用于諸如金屬鹵化物燈，高壓鈉燈或汞燈，成功地供給足夠的能量，其工作壽命明顯優(yōu)于電子式鎮(zhèn)流器，保持了電子式功率因數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)，成本卻成倍下降；而且與一般常用的電感式相比功率因數(shù)又提高一倍，即線電流減小一倍，電力設(shè)施的利用率要高出一倍；特別是與目前金鹵燈常采用的“超前頂峰式鎮(zhèn)流器”相比，自身功耗要減少30％，外殼溫度又低于70℃，選用CBB型的補(bǔ)償電容器極為安全，更可貴的是總諧波失真小，這對(duì)凈化電網(wǎng)有利?？傊夏壳疤岢摹熬G色照明工程”的要求，是一種極有前途的節(jié)能產(chǎn)品。
本發(fā)明的目的在本說明書中已描述的相當(dāng)清楚，在不脫離本發(fā)明的精神的前提下，可作出不同的少量修改，例如用于低壓放電燈上，因此上述描述中所包括的所有內(nèi)容和附圖所示的內(nèi)容都屬于說明性的，并非是限制性的。
權(quán)利要求1.一種高強(qiáng)度氣體放電燈的電源裝置，由外殼(1)、鐵芯(2)和繞在鐵芯上的電感線圈(8)構(gòu)成，其特征在于電感線圈(8)中設(shè)有抽頭(6)，電容器(9)的一端與抽頭(6)相連接，另一端接在電源輸入公共端(3)上，電感線圈(8)的始端是電源另一個(gè)輸入端(2)，其未端(4)和接點(diǎn)(5)與外接的放電燈(10)的兩個(gè)電極相連接，接點(diǎn)(5)與電源輸入公共端(3)用導(dǎo)線相連接，所說的電感線圈(8)上的抽頭(6)設(shè)在靠近起始端(2)，其圈數(shù)與整個(gè)電感線圈(8)的圈數(shù)之比通常等于1∶10至1∶30。
2.按照權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度氣體放電燈的電源裝置，其特征在于電容器(9)的容量與配接的燈功率有關(guān)，其范圍是燈功率的瓦數(shù)乘以系數(shù)0.09至0.17，單位是微法。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的高強(qiáng)度氣體放電燈的電源裝置，其特征在于所說的電感線圈(8)上的抽頭(6)設(shè)在靠近起始端(2)，其圈數(shù)與整個(gè)電感線圈(8)的圈數(shù)之比是1∶17。
4.按照權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度氣體放電燈的電源裝置，其特征在于所說的鐵芯(7)最好是c型。
5.按照權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度氣體放電燈的電源裝置，其特征在于所說的外殼(1)是由非導(dǎo)磁材料鋁、塑料、膠木或尼龍構(gòu)成。
6.按照權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度氣體放電燈的電源裝置，其特征在于所說的外殼(1)內(nèi)設(shè)有絕緣樹脂和石英砂構(gòu)成的填充料。
專利摘要一種高強(qiáng)度氣體放電燈的電源裝置,由外殼、鐵芯和電感線圈構(gòu)成,其特征在于電感線圈的起始端設(shè)有抽頭,其圈數(shù)比取1∶10至1∶30,抽頭上接有電容器。具有功率因數(shù)高,又自發(fā)啟動(dòng)脈沖電壓的特點(diǎn),它與超前頂峰式鎮(zhèn)流器相比,其自身功耗小、溫升低、電源總諧波失真也小;與電子式鎮(zhèn)流器相比,其可靠性和工作壽命明顯提高,價(jià)格低廉;與電感式鎮(zhèn)流器相比,其功率因數(shù)提高一倍左右,是符合目前“綠色照明工程”要求的節(jié)能新產(chǎn)品。它可與金鹵燈、高壓鈉燈、汞燈直接配套使用。
文檔編號(hào)H05B41/16GK2379991SQ9920936
公開日2000年5月24日 申請(qǐng)日期1999年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月26日
發(fā)明者鄭德武 申請(qǐng)人:鄭德武