专利名称：高压钠灯电子直流驱动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种由电子电路组成的高压钠灯点亮装置，属电子技术领域。
二背景技术：
目前，公知的高压钠灯点亮装置有两种一种是电感式高压钠灯整流器，它由电感整流器与触发器组成，工作时，触发器的开关作用使电感整流器产生感应高压，使高压钠灯瞬间点亮，点亮后，电感整流器起着降压限流的作用，但由于电感整流器为感性负载，阻抗较大，而高压钠灯正常工作时阻值较小，使电路的功率因数很低，一般在0.45-0.5之间，因此，它的启动电流和工作电流都很大，使供电线路上的有功损耗与有色金属用量大增，还影响了电网的带负荷能力。同时，常用在道路照明的高压钠灯功率较大，工作电流也大，使电感整流器自身产生的有功损耗(铁损耗与铜耗)不容忽视，使用电感整流器的高压钠灯照明装置还存在着频闪，照明亮度会受电网电压波动的影响，电感整流器体积和重量较大，消耗大量有色金属。另一种高压钠灯点亮装置是应用量较少的高压钠灯电子整流器，它是通过电子变频装置，将工频交流电源转变为20KHz以上的高频交流电源再驱动高压钠灯，它的主要缺点是加在高压钠灯两端的是高频交流电压，由于常用于道路照明的高压钠灯功率较大，用量也大，整流器与灯管之间的传输线也较长，使高频率的电磁波和射频干扰信号沿传输线和高压钠灯管向空间扩散，造成严重的电磁干扰和射频干扰。以上这些与提倡绿色照明的今天是相违背的。
三
发明内容
为了克服现有的电感式高压钠灯整流器功率因数低、电能损耗大、启动电流大、消耗大量有色金属、照明亮度受电网电压波动影响、存在频闪、重量大的不足，电子整流器会引起较大的电磁干扰和射频干扰的缺点，本实用新型提供一种高压钠灯电子直流驱动器，它具有功率因数高、启动电流小、电能损耗小、节约有色金属、重量轻、体积小、无频闪、照明亮度不随电网电压波动的影响，同时，它减小了高压钠灯电子整流器电磁干扰和射频干扰的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是采用了电子电路中的脉宽调制型直流开关电源技术，在传统串联型开关电源电路的基础上，做了以下几项改进(一)将输出稳压控制电路改成输出限压控制电路，限定的电压值设定在高于钠灯的正常工作电压上，其目的有两个1、电路正常工作时，因高压钠灯负载的存在，让开关电源工作在限流状态，输出直流电压较低，开关电源不具有稳压功能，当高压钠灯工作中内阻变化时，输出直流电压随之变化满足高压钠灯对工作电压的需要，防止钠灯熄灭；2、控制输出电压的目的是防止输出电压过高时后级点亮电路过压损坏。
(二)开关电源电流控制采用了逐个脉冲限制电路，电流控制速度快，确保负载电流的稳定，满足高压钠灯对工作电流连续的需要，防止钠灯熄灭。
(三)增加了启动点亮高压钠灯时用的高压脉冲发生器和功率控制电路，高压脉冲发生器的作用是产生4KV以上的高压脉冲，使高压钠灯瞬间点亮，功率控制电路的作用是实现恒功率输出，当电网电压发生波动时保证高压钠灯的亮度不变，在提高照明质量的同时避免了因电网电压过高，高压钠灯输出功率过大，而造成的对高压钠灯的损害。
本实用新型的主要电路连接关系是输入交流电源经输入保护电路后与防电磁干扰和射频干扰(EMI-RFI)滤波电路相接，再与全波整流滤波电路、电源开关管、电流检测电路、储能脉冲变压器、高压脉冲发生器依次相接，然后接高压钠灯，另有PWM控制器与电源开关管相连；DC滤波器连接于储能脉冲变压器输出端；电流控制电路连接与电流检测电路和PWM控制器之间，以实现电流控制作用；功率控制器连接于储能脉冲变压器与电流控制器之间，以实现功率控制作用；续流电路与电源开关管的输出端相连；过压保护电路连接于储能脉冲变压器输出端与PWM控制器之间，实现输出过压保护作用；高压脉冲控制器与高压脉冲发生器相接，确保高压脉冲发生器稳定地工作；自激式辅助电源给PWM控制器、高压脉冲控制器等提供电源。
本实用新型的有益效果是(一)高压脉冲发生器点亮高压钠灯以后，高压钠灯两端被加上了直流电源，避免了电子整流器输出的高频电源在传输线和高压钠灯负载上引起电磁干扰和射频干扰的问题；(二)输出直流电源与恒功率控制相互结合，使电路输出的瞬时功率相等，克服了电感式整流器工作在低频交流电源下瞬时功率不相等引起的频闪问题；(三)在输出直流电源的作用下，使负载回路成为纯阻性负载，负载回路的功率因数恒等于1，整个电路的功率因数由直流开关电源决定，可达0.98以上；(四)工作在直流电源下的高压钠灯发出的光色明显变白，显色性得到了提高。
(五)因电路功率因数的提高，当它驱动高压钠灯时，启动电流和工作电流都比较小，减轻了电网的负荷，从而减小了电网上的投资和供电线路上的有功损耗，例如250W电感式整流器的启动电流为5.0A，工作电流为3.0A，而本实用新型的启动电流仅有0.40A，工作电流为1.20A。
(六)本实用新型的主体电路所采用的是单端正激式串联型开关电源，它具有节约有色金属、重量轻、体积小、效率高、工作稳定可靠的优点。其特有的输出过电流保护功能，使电路具有输出端短路保护功能；因输出电流受到控制，避免了对高压钠灯的冲击，可延长钠灯的使用寿命。
总之，本实用新型的有益效果是性能可靠、无频闪，可以在点亮高压钠灯的同时，减轻电网负荷，减少有功损耗、电磁干扰、射频干扰与有色金属的用量，延长高压钠灯的使用寿命，改善高压钠灯的照明质量，实现绿色照明。
四
以下结合附图对本实用新型进一步说明。
附图1是高压钠灯电子直流驱动器第一个实施例的电路原理框图。
附图2是高压钠灯电子直流驱动器第一个实施例的的具体实施电路。
附图3是高压钠灯电子直流驱动器第二个实施例的电路原理框图。
附图4是高压钠灯电子直流驱动器第二个实施例的的具体实施电路。
五具体实施方式
(一)高压钠灯电子直流驱动器第一个实施例图1反映了本实用新型第一个实施例的电路组成框图，其工作原理是220V交流电源首先经EMI-RFI滤波器，减小电磁干扰和射频干扰，然后再经整流滤波电路把交流电压变成直流电压，直流电压经电源开关管输出直流脉冲，直流脉冲的宽度受PWM控制器的控制，使输出直流脉冲的平均电压受到控制。输出直流脉冲进入电流检测电路，将电流信号反馈给电流控制器，再有电流控制器控制PWM控制器的输出脉冲宽度，改变电源开关管输出直流脉冲的能量，以实现对输出电流的控制作用和输出短路保护功能。经电流检测电路输出的直流脉冲与储能脉冲变压器相接，当电源开关管导通时，储能脉冲变压器输出电能的同时，将一部分电能以磁场能的形式储存下来，而当电源开关管截止时，磁场能以电能的形式通过续流电路释放出来，继续给负载供电，使负载电流连续。从储能脉冲变压器输出的直流主电源经DC滤波器，输出平稳的直流电源，储能脉冲变压器的另一路输出是反映负载电压幅度的电压信号，此信号送入功率控制器处理，功率控制器的输出信号进入电流控制器，对电路的输出电流进行负反馈控制，因输出功率P＝UI，当负载电压(U)上升时，功率控制器的输出信号增大，电路的输出电流(I)减小，输出功率不变，从而实现了恒功率输出的作用。DC滤波器输出的直流电源分两路一路与过压保护电路相连，由过压保护电路的输出与PWM控制器相接，实现输出过压保护作用，防止高压脉冲发生器工作电压过高而损坏，另一路经自激式高压脉冲发生器，加到高压钠灯上，自激式高压脉冲发生器产生的高压脉冲叠加在直流电源上，当高压钠灯点亮时，直流电流流过高压脉冲变压器的高压绕组，使高压脉冲变压器直流磁化而饱和，高压脉冲发生器停止工作，电路进入正常工作状态。另外与自激式高压脉冲发生器相连的高压脉冲控制器，对自激式高压脉冲发生器起保护作用，防止高压钠灯开路或热起动时，自激式高压脉冲发生器工作时间过长，脉冲开关管过热损坏；自激式辅助电源给PWM控制器和高压脉冲控制器提供工作电源。
图2反映了本实用新型第一个实施例的具体电路电路中有三种不同的接地方式 为辅助电源接地； 为主电源接地； 为安全接地。
由FUSE、THR组成输入保护电路，FUSE起输入短路保护作用，THR是负温度特性的热敏电阻，减小电路启动时的浪涌电流。
C1、C2、C3、C4、L1、R1组成EM-RFI滤波器。
D1、D2、D3、D4、C5组成整流滤波器。
Q1为电源开关场效应管。
D5为续流二极管。
R5为电流检测电阻。
T1为储能脉冲变压器，有两个绕组n11为储能绕组；n12输出电压检测绕组。
C8为DC滤波电容器。
T2、Q3、C9、C10、R11、R12、R13、D8组成自激式高压脉冲发生器。其中Q3为脉冲开关管。R13为Q3的基极静态偏置电阻。脉冲变压器T2有n21、n22、n23三个绕组n22为Q3的集电极负载绕组；n23为正反馈绕组，n23与R12、C10、Q3的发射结组成正反馈回路，使电路产生自激震荡；n21为高压脉冲输出绕组。C9、R11组成RC吸收回路，限制Q3截止时集电极与发射极之间产生的反向高压，防止Q3的集电结被击穿。D8为反向保护二极管，防止反向脉冲将Q3的发射结击穿。
IC1、R14、R15、R16、C11、D9、D10、Q4组成脉冲控制器。其中IC1、R14、R16、D9、D10、C11组成多谐振荡器，C11充电是经过R14、D9，放电是经过D10、R16，输出脉冲高电平时间t1＝0.693R14C11，输出脉冲低电平时间t2＝0.693R16C11，振荡周期T＝t1+t2，振荡频率f＝1/T。从IC1第三脚输出的振荡脉冲通过R15与Q4基极相连，控制Q4的开关状态当多谐振荡器输出脉冲为高电平时，Q4的集电极与发射极间导通，Q3脉冲开关管的正反馈信号被短路，高压脉冲发生器停止工作；当多谐振荡器输出脉冲为低电平时，Q4的集电极与发射极间开路，高压脉冲发生器开始工作。实际应用中，使t1＞＞t2，使高压脉冲发生器的平均工作时间大大缩短，既减小了高压脉冲发生器的耗能，又防止了脉冲开关管长时间工作时过热损坏。
IC2、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R2、R3、Q2、C16、C17、C18、C19、C20组成PWM控制器，给电源开关管Q1提供开关脉冲。其中IC2(TL494)为PWM控制集成电路，各引脚功能如下1、2为电流比较放大器的输入脚，1脚为正相输入脚，2脚为反相输入脚，1脚通过R28接地，2脚一路通过R29与电流检测电阻R5相接，另一路通过R25与14脚输出的5V基准电源相接；15、16脚为电压比较放大器的输入脚，15脚为反相输入端，16脚为正相输入端，15脚通过R32与5V基准电源相接，16脚与过压保护电路的输出电阻R10相接；3脚为误差放大器的输出端，3脚连接着R27、C17与C18、R26两路负反馈网络，使误差放大器稳定地工作；4脚为输出脉冲死区时间控制端，4脚与R24、R30组成的分压电路相接，其分压值决定了死区时间，使输出脉冲的最大宽度受到限制，目的是当驱动器输入交流电压过低时，钠灯负载得不到足够的工作电压，输出功率减小，输入交流电流被控制在电网能够承受的电流范围内，防止电网因过流而损坏，与4脚连接的C16为软起动电容，当电路刚接通电源时，流过C16的充电电流使4脚电位提高，死区时间增大，电路输出脉冲宽度减小，输出电压较低，负载电流也小，避免了电路启动时过大的冲击电流可能对电源开关造成的损坏，与4脚相接的还有D15，D15连接与3、4脚之间，起者改善脉宽控制的作用。与5、6脚相接的C20、R31决定了TL494输出脉冲的频率f≈1.2/R31C20Hz。7为接地端。8、11脚为输出三极管的集射极，与电源相接。9、10脚为输出三极管的发射极，13脚为输出方式控制端，与电源地相接，此时，9、10脚输出相同的脉冲，10脚通过R2与电源开关管栅极相接，使电源开关管工作在开关状态，R2为阻尼电阻，防止电源开关管产生振荡。与9脚相接的R3、Q2是关断电源开关管的加速电路，提高开关电源的工作效率。12脚为电源输入端，与D14输出的13V辅助电源相接。14脚输出5V基准电源，与它相接的C19为电源滤波电容器。
IC2的电流比较器输入端(1、2脚)与R29、R25、R5组成电流控制电路，当功率控制电路无电压信号输入时，电路输出电流最大限定为5[R29/(R29+R25)]/R5安培。因为R5输出的是逐个脉冲的电流信号，所以电流控制电路能实现逐个脉冲电流的限制，电流控制速度快，确保钠灯负载电流稳定，防止其因断流而熄灭。同时，快速的电流保护，使电路具备了输出短路保护的功能。
T1的副绕组n12、D6、C7、R6、Rp1、ZD1、R7、R28与IC2的电流比较器组成了恒功率控制电路，控制原理如下当负载电压U上升时，C7两端的电压随之上升，负载电压上升到一定值时，稳压二极管ZD1击穿，穿透电流通过R7流过R28，R28与电流比较器正相输入端相连，在电流比较器正相输入端上产生了正极性电压信号，设为Up，此时电路的输出电流为I＝[5R29/(R29+R25)-Up]/R5 A驱动器输出功率为P＝UI＝U[5R29/(R29+R25)-Up]/R5 W可见，稳压二极管ZD1击穿以后负载电压U上升时，Up跟随上升，输出电流I随之减小，电路的输出功率将保持不变；负载电压U下降时，Up跟随下降，输出电流I随之增大，电路的输出功率将保持不变。电路中适当地选择R7、R28的比值，可提高恒功率控制的精度，调节Rp1的滑动端，可调节电路的输出功率的大小。另外，当钠灯刚起动时，负载电压较小，稳压二极管ZD1截止，Up为零，恒功率控制电路不起作用，电路输出电流最大(由电流控制电路限定)，可减小钠灯的启动时间，此时，由于负载电压较小，驱动器输出功率小于额定值，输入驱动器的交流电流较小。
过压保护电路由R8、R9、R10、R32光电耦合器D7、稳压二极管ZD2及IC2内部的电压比较器组成。电路工作原理如下开关电源输出电压增大时，流过光电耦合器中发光二极管的电流也随之增大，使光电耦合器中的光敏三极管内阻减小，流过R10的电流增大，R10上的电压升高，此电压与电压比较器的正相输入端相接，而电压比较器的反相输入端通过R32与5V基准电源相接。当开关电源输出电压增大到一定值时，R10上的电压将升高到5V以上，此时电压比较器输入电压大于零，电压比较器输出控制信号，PWM脉宽控制器输出脉冲宽度减小，开关电源输出电压的大小受到限制，从而防止了高压脉冲发生器工作电压过高而损坏的可能。
自激式辅助电源由R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、C12、C13、C14、C15、D11、D12、D13、D14、ZD3、ZD4、Q5、Q6、脉冲变压器T3组成。工作原理如下R18为辅助电源启动电阻；D11、C12、R17组成RC过电压吸收回路，减小辅助电源开关管Q5截止期间产生的反向高压，保护Q5的安全；T3的n31绕组为主绕组；T3的n32为正反馈绕组，它与R19、C13组成正反馈回路，使辅助电源起振工作；T3的n33为稳压反馈绕组，它与ZD4、D13、R22、Q6、D12、R23、C14组成稳压控制回路，工作原理如下n33输出脉冲电压经D13整流，C14滤波，输出直流电源，设稳压二极管ZD4的击穿电压为10V，当C14两端的电压达到10.7V时，Q6发射极导通，产生基极电流，Q6集电极与发射极间的电阻减小，使Q5的栅源电压减小，Q5提前截止，脉冲宽度减小，使C14两端的直流电压稳定在10.7V；R23为Q6的集电极负载电阻，使Q6工作在线性区，提高辅助电源的稳定性，D12为隔离二极管，防止电源启动时R23电阻将R18提供的启动电压旁路；另外，R20、R21、Q6组成对辅助电源开关管Q5的过流保护电路当Q5输出过电流时，R20上的电压将达到0.7V以上，此电压通过R21使Q6的发射结导通，Q6的集电极与发射极间导通，Q5的栅源电压迅速减小，Q5截止，从而达到了过电流保护的功能；T3的n34为输出绕组，其输出脉冲电压经整流二极管D14、滤波电容器C15输出13V稳压电源，给PWM脉宽控制器(TL494)提供电源；ZD3为Q5的栅源保护二极管，防止Q5栅源过压损坏。另外，FD为驱动器散热用的微型风扇电机，当用在需要防潮湿的场所，要求驱动器全封闭结构时，可以取消风扇电机，利用驱动器的金属外壳来散热。
除上述电路外，驱动器还有一个RC阻尼保护电路，由R4、C6组成，防止Q1、D5开关过程中产生振荡。
(二)高压钠灯电子直流驱动器第二个实施例图3反映了本实用新型第二个实施例的电路组成框图，与第一个实施例相比较，其工作原理基本相同，区别仅在功率控制器的采样输入电压由过压保护电路中的电压信号来提供。
图4反映了本实用新型第二个实施例的具体电路电路中有三种不同的接地方式 为辅助电源与主电源接地； 为安全接地。
由FUSE、THR组成输入保护电路，FUSE起输入短路保护作用，THR是负温度特性的热敏电阻，减小电路启动时的浪涌电流。
C1、C2、C3、C4、L1、R1组成EM-RFI滤波器。
D1、D2、D3、D4、C5组成整流滤波器。
Q1为电源开关三极管。
D5为续流二极管。
R2为电流检测电阻。
L2为储能电感。
C7为DC滤波电容器。
T1、Q2、C8、C9、R4、R5、R6、D6组成自激式高压脉冲发生器。其中Q2为脉冲开关管。R6为Q2的基极静态偏置电阻。脉冲变压器T1有n11、n12、n13三个绕组n12为Q2的集电极负载绕组；n13为正反馈绕组，n13与R4、C8、Q2的发射结组成正反馈回路，使电路产生自激震荡；n11为高压脉冲输出绕组。C9、R5组成RC吸收回路，限制Q2截止时集电极与发射极之间产生的反向高压，防止Q2的集电结被击穿。D6为反向保护二极管，防止反向脉冲将Q2的发射结击穿。
IC1、R7、R8、R9、C10、D7、D8、Q3组成高压脉冲控制器。其中IC1、R7、R8、D7、D8、C10组成多谐振荡器，C10充电是经过R7、D7，放电是经过D8、R8，输出脉冲高电平时间t1＝0.693R7C10，输出脉冲低电平时间t2＝0.693R8C10，振荡周期T＝t1+t2，振荡频率f＝1/T。从IC1第三脚输出的振荡脉冲通过R9与Q3基极相连，控制Q3的开关状态当多谐振荡器输出脉冲为高电平时，Q3的集电极与发射极间导通，Q2脉冲开关管的正反馈信号被短路，高压脉冲发生器停止工作；当多谐振荡器输出脉冲为低电平时，Q3的集电极与发射极间开路，高压脉冲发生器开始工作。实际应用中，使t1＞＞t2，使高压脉冲发生器的平均工作时间大大缩短，既减小了高压脉冲发生器的耗能，又防止了脉冲开关管长时间工作时过热损坏。
IC2、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R31、R32、C15、C16、C17、C18、C19、C20、D14、T3组成PWM控制器，给电源开关管Q1提供开关脉冲。其中IC2(TL494)为PWM控制集成电路，各引脚功能如下1、2为电流比较放大器的输入脚，1脚为正相输入脚，2脚为反相输入脚，1脚通过R21接地，2脚一路通过R22与电流检测电阻R2相接，另一路通过R18与14脚输出的5V基准电源相接；15、16脚为电压比较放大器的输入脚，15脚为反相输入端，16脚为正相输入端，15脚通过R25与5V基准电源相接，16脚与过压保护电路的输出电阻R28相接；3脚为误差放大器的输出端，3脚连接着R20、C16与C17、R19两路负反馈网络，使误差放大器稳定地工作；4脚为输出脉冲死区时间控制端，4脚与R17、R23组成的分压电路相接，其分压值决定了死区时间，使输出脉冲的最大宽度受到限制，目的是当驱动器输入交流电压过低时，钠灯负载得不到足够的工作电压，输出功率减小，输入交流电流被控制在电网能够承受的电流范围内，防止电网因过流而损坏，与4脚连接的C15为软起动电容，当电路刚接通电源时，流过C15的充电电流使4脚电位提高，死区时间增大，电路输出脉冲宽度减小，输出电压较低，负载电流也小，避免了电路启动时过大的冲击电流可能对电源开关管造成的损坏，与4脚相接的还有D13，D13连接与3、4脚之间，起者改善脉宽控制的作用；与5、6脚相接的C19、R24决定了TL494输出脉冲的频率f≈1.2/R24C19Hz；7为接地端；8、11脚为输出三极管的集射极，与输出脉冲变压器T3初级绕组相接，9、10脚为输出三极管的发射极，与电源地相接，13脚为输出方式控制端，与电源地相接，此时，8、11脚输出相同的脉冲，8、11脚连接在一起可增大输出电流；12脚为电源输入端，与D12输出的13V辅助电源相接；14脚输出5V基准电源，与它相接的C18为电源滤波电容器。T3的次级绕组与、R31、R32、C20、D14、组成主电源开关三极管的驱动电路，R31为限流电阻，C20为加速电容器，提高主电源开关三极管的导通速度，D14、R32可缩短主电源开关三极管的关闭时间，提高电源的开关效率；IC2的电流比较器输入端(1、2脚)与R22、R2、R18组成电流控制电路，当功率控制电路无电压信号输入时，电路输出电流最大限定为5[R22/(R22+R18)]/R2安培。因为R2输出的是逐个脉冲的电流信号，所以电流控制电路能实现逐个脉冲电流的限制，电流控制速度快，确保钠灯负载电流稳定，防止其因断流而熄灭。同时，快速的电流保护，使电路具备了输出短路保护的功能。
过压保护电路由R25、R26、R27、R28、Q6及IC2内部的电压比较器组成。电路工作原理如下开关电源输出电压增大时，R26、R27组成的采样电路的输出电压UA也随之增大，Q6发射极输出电压增大，当Q6发射极输出电压UB增大到5V时，电压比较器起控，PWM脉宽控制器输出脉冲宽度减小，开关电源输出电压的大小受到限制，从而防止了高压脉冲发生器工作电压过高而损坏的可能。开关电源输出电压的最大值为(5+0.7)(R26+R27)/R27V。
RP1、ZD3、R29、R30、R21与IC2的电流比较器组成了恒功率控制电路，控制原理如下当负载电压U上升时，UA点电压随之上升，UB点的电压跟随上升，负载电压上升到一定值时，稳压二极管ZD3击穿，穿透电流通过R30流过R21，R21与电流比较器正相输入端相连，在电流比较器正相输入端上产生了正极性电压信号，设为Up，此时电路的输出电流为I＝[5R22/(R22+R18)-Up]/R2 A驱动器输出功率为P＝UI＝U[5R22/(R22+R18)-Up]/R2 W可见，稳压二极管ZD3击穿以后负载电压U上升时，Up跟随上升，输出电流I随之减小，电路的输出功率将保持不变；负载电压U下降时，Up跟随下降，输出电流I随之增大，电路的输出功率将保持不变。电路中适当地选择R30、R21的比值，可提高恒功率控制的精度，调节Rp1的滑动端，可调节电路的输出功率的大小。另外，当钠灯刚起动时，负载电压较小，稳压二极管ZD3截止，Up为零，恒功率控制电路不起作用，电路输出电流最大(由电流控制电路限定)，可减小钠灯的启动时间，此时，由于负载电压较小，驱动器输出功率小于额定值，输入驱动器的交流电流较小。
自激式辅助电源由R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、C11、C12、C13、C14、D9、D10、D11、D12、ZD1、ZD2、Q4、Q5、脉冲变压器T2组成。工作原理如下R11为辅助电源启动电阻；D9、C11、R10组成RC过电压吸收回路，减小辅助电源开关管Q4截止期间产生的反向高压，保护Q4的安全；T2的n21绕组为主绕组；T2的n22为正反馈绕组，它与R12、C12组成正反馈回路，使辅助电源起振工作；T2的n23为稳压反馈绕组，它与ZD2、C13、R15、Q5、D10、R16组成稳压控制回路，工作原理如下n23输出脉冲电压经D11整流，C13滤波，输出直流电源，设稳压二极管ZD2的击穿电压为10V，当C13两端的电压达到10.7V时，Q5发射极导通，产生基极电流，Q5集电极与发射极之间的电阻减小，使Q4的栅源电压减小，Q4提前截止，脉冲宽度减小，使C13两端的直流电压稳定在10.7V，R16为Q5的集电极负载电阻，使Q5工作在线性区，提高辅助电源的稳定性，D10为隔离二极管，防止电源启动时R16电阻将R11提供的启动电压旁路；另外，R13、R14、Q5组成对辅助电源开关管Q4的过流保护电路当Q4输出过电流时，R13上的电压将达到0.7V以上，此电压通过R14使Q5的发射结导通，Q5的集电极与发射极间导通，Q4的栅源电压迅速减小，Q4截止，从而达到了过电流保护的功能；T2的n24为输出绕组，其输出脉冲电压经整流二极管D12、滤波电容器C14输出13V稳压电源，给PWM脉宽控制器(TL494)提供电源；ZD1为Q4的栅源保护二极管，防止Q4栅源过压损坏。另外，FD为驱动器散热用的微型风扇电机，当用在需要防潮湿的场所，要求驱动器全封闭结构时，可以取消风扇电机，利用驱动器的金属外壳来散热。
除上述电路外，驱动器还有一个RC阻尼保护电路，由R3、C6组成，防止Q1、D5开关过程中产生振荡。
以上两种实施例的可靠性都较高，主要体现在所用元件较少；高压脉冲发生器的输出侧除钠灯负载以外，无任何电路元件，避免了电路元件高压击穿的危险；工作效率极高，在第一个实施例中，整个电路的工作效率可达95％以上，在第二个实施例中，整个电路的工作效率可达93％以上，工作效率的提高，减轻了电路的发热。
权利要求1.高压钠灯电子直流驱动器，其特征是交流输入保护电路、(EMI-RFI)滤波电路、全波整流滤波电路、电源开关管、电流检测电路、储能脉冲变压器、高压脉冲发生器依次相接，然后接钠灯，另有PWM控制器与电源开关管相连，DC滤波器连接于储能脉冲变压器输出端，电流控制电路连接与电流检测电路和PWM控制器之间，功率控制器连接于储能脉冲变压器与电流控制器之间，续流电路与电源开关管的输出端相连，过压保护电路连接于储能脉冲变压器输出端与PWM控制器之间，高压脉冲控制器与高压脉冲发生器相接，辅助电源给PWM控制器、高压脉冲控制器等提供电源。
2.根据权利要求1所述的高压钠灯电子直流驱动器，其特征是高压钠灯被高压脉冲发生器产生的高压脉冲点亮以后，高压钠灯两端所加电源为直流电源。
专利摘要高压钠灯电子直流驱动器，其主要特征是交流输入经保护电路后，与(EMI－RFI)滤波电路、全波整流滤波电路、单端正激式串联型开关电源、高压脉冲发生器依次相接，然后接钠灯。其中，开关电源具有输出恒功率控制、输出短路保护和输出过压保护的功能。高压钠灯被高压脉冲发生器产生的高压脉冲点亮以后，高压钠灯两端所加电源为直流电源。本驱动器性能可靠，体积小，重量轻，无频闪，功率因数达到0.98以上，工作效率可达95％以上，节能明显，减小了电子式整流器引起的电磁干扰和射频干扰，钠灯的工作寿命延长，亮度不受电网电压波动的影响，显色性明显提高。
文档编号H02M7/12GK2678241SQ20042000275
公开日2005年2月9日 申请日期2004年1月17日 优先权日2004年1月17日
发明者缪耀东 申请人:缪耀东