LED灯替换高强度气体放电灯的驱动电路的制作方法

本实用新型涉及照明领域，特别涉及一种以LED灯替换高强度气体放电灯的驱动电路。

背景技术：

气体放电灯是由气体、金属蒸气或几种气体与金属蒸气的混合放电而发光的灯。通过气体放电将电能转换为光的一种电光源。

高强度气体放电灯HID是气体放电灯的一类，它通过灯管中的弧光放电，再结合灯管中填充的惰性气体或金属蒸气产生很强的光线。通过选择适当的发光物质，可使辐射光谱集中于所要求的波长上，也可同时使用几种发光物质，以求获得最佳的组合光谱。具有高效率，寿命长。光输出维持特性好。

高强度气体放电灯HID有金属卤化物灯、高压钠灯及高压汞灯，还有高压氙气灯等。

金属卤化物灯（简称金卤灯）有两种，一种是电弧管泡壳是用石英做的石英金卤灯，另一种是电弧管泡壳是用半透明氧化铝陶瓷做的陶瓷金卤灯。金卤灯是目前世界上最优秀的电光源之一，它具有光效高（65～140lm/w），寿命长（5000～20000h），显色性好（Ra65～95），结构紧凑、性能稳定等特点，是一种接近日光色的节能新光源，广泛应用于体育场馆、展览中心、大型商场、工业厂房、街道广场、车站、码头等场所的室内照明。

高压钠灯则具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不诱虫等优点。广泛应用于道路、高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇处、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。

高压汞灯是玻壳内表面涂有荧光粉的高压汞蒸气放电灯，柔和的白色灯光，结构简单。低成本，低维修费用，可直接取代普通白炽灯，具有光效长，寿命长，省电经济的特点，适用于工业照明、仓库照明、街道照明、泛光照明安全照明等。高压汞灯发出的光中不含红色，它照射下的物体发青，因此只适于广场、街道的照明。

高压氙灯是利用氙气放电而发光的电光源。由于灯内放电物质是惰性气体氙气，其激发电位和电离电位相差较小。其超高压短弧氙灯亮度高、发光区域小、显色性好，光色接近日光且光色稳定，广泛用于电影放映、太阳模拟器、印刷制版、复印机、光学仪器等。高压氙灯是通过电子镇流器工作的，在驱动方式上，它与其他高压气体放电灯的金属卤化物灯、高压钠灯及高压汞灯以恒功率自耦式（CWA）镇流器运作方式不同。

按照美国American National Standards Institute（ANSI）标准，高强度气体放电灯（HID）包括金属卤化物灯、高压钠灯及高压汞灯，采用恒功率自耦式（Constant Wattage Autotransformer）镇流器，简称CWA镇流器，也称超前顶峰式漏磁升压式镇流器，根据不同的应用，在镇流器中，有含不同电容值的薄膜电容的，也有含或不含触发器的。

目前，在美国有几十年积累下来的数亿只采用CWA镇流器的高强度气体放电灯（HID）。将这些HID灯改造成使用效率高、寿命长的LED灯，有两种方案：一种是采用保留原有的镇流器，以带驱动电路的LED灯直接替换HID灯；另一种是完全摒弃CWA镇流器的改造方案。前一种替换灯方案，可免除繁重、危险的高空改造操作及节省高昂的劳工费用。

在将发光二极管（LED）灯替换高强度气体放电灯时，须通过驱动器，将镇流器输出的交流电压与电流转换为直流电压与电流，并设法减小镇流器输出至LED灯的恒定功率。

美国GE公司在US 2016/0161103 A1《LED LAMPS FOR RETROFIT ON HIGH WATTAGE METAL HALIDE BALLASTS》中，在高强度气体放电灯镇流器输出端连接的桥式整流器上，并联了一只电容器用来改善功率因数，并将由镇流器输出的高压旁路，以避免伤害电子驱动器。本实用新型针对采用恒功率自耦式（CWA）镇流器系统的美标高强度气体放电灯以带内置驱动器的LED整灯直接替换的装置，在CWA镇流器与LED灯之间的驱动电路是，在桥式整流器之前，串联一个电感或电容器，对输出到LED灯的电流进行限流，或并联一个电感，对输出到LED灯的电流进行分流，具有线路简单，能可靠抑制触发器高压输出电压与吸收触发能量，性能符合相关标准的优点。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是将驱动高强度气体放电灯的恒功率自耦式（CWA）镇流器输出的恒定交流功率，转换成驱动LED灯的直流电流，并设法减小镇流器输出至LED灯的功率，以实现节能的目标。

本实用新型的技术方案是这样的：本实用新型一种LED灯替换高强度气体放电灯的驱动电路，由桥式整流器和电抗器件组成，连接在高强度气体放电灯恒功率自耦式（CWA）镇流器（1）与LED灯（3）之间的驱动电路（2）由桥式整流器DB和与之相连的限流电抗元件，或分流电感组成，限流电抗元件是与桥式整流器DB相串联的电感Ls或电容Cs，分流电感Lp与桥式整流器DB相并联。

所述LED灯（3）通过桥式整流器DB及串联连接的限流电感Ls连接到高强度气体放电灯恒功率自耦式（CWA）镇流器（1）的输出端。

所述LED灯（3）通过桥式整流器DB及串联连接的限流电容Cs连接到高强度气体放电灯恒功率自耦式（CWA）镇流器（1）的输出端。

所述LED灯（3）通过桥式整流器DB及与之并联连接的分流电感Lp连接到高强度气体放电灯恒功率自耦式（CWA）镇流器（1）的输出端。

本实用新型的特点是，线路简单，能可靠抑制触发器高压输出电压与吸收触发能量，性能符合相关标准。

附图说明

图1为现有的恒功率自耦式（CWA）镇流器与高强度气体放电灯连接图；

图2为桥式整流器串联限流电感的LED灯驱动电路图；

图3为桥式整流器串联限流电容的LED灯驱动电路图；

图4为桥式整流器并联分流电感的LED灯驱动电路图。

图中标号说明

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具体实施方式

本实用新型一种LED灯替换高强度气体放电灯的驱动电路，由桥式整流器和电抗器件组成，连接在高强度气体放电灯恒功率自耦式（CWA）镇流器（1）与LED灯（3）之间的驱动电路（2）由桥式整流器DB和与之相连的限流电抗元件，或分流电感组成，限流电抗元件是与桥式整流器DB相串联的电感Ls或电容Cs，分流电感Lp与桥式整流器DB相并联。

参阅附图，对本实用新型作进一步的描述。

附图1是现有的恒功率自耦式CWA镇流器与高强度气体放电灯HID的连接图，高强度气体放电灯HID连接在由交流市电供电的恒功率自耦式CWA镇流器的输出端上，由CWA镇流器为高强度气体放电灯提供恒功率的交流驱动电压。本实用新型是利用原有恒功率自耦式CWA镇流器，以带驱动电路的LED灯替换高强度气体放电灯灯。

本实用新型提出了三种驱动电路的实施方案：

方案1，参照附图2，桥式整流器串联限流电感的驱动电路。恒功率自耦式CWA镇流器（1）的交流供电电压输入端a和c与交流供电电压ACin相连接，CWA镇流器（1）的输出端b与驱动电路（2）的串联电感Ls的引脚1相接，CWA镇流器（1）的输出端d与驱动电路（2）的桥式整流器DB的一个交流输入端“～”相连接，桥式整流器DB的另一个交流输入端“～”与串联电感Ls的引脚2相接，桥式整流器DB的“＋”输出端与LED灯（3）的发光二极管组件LEDs的“＋”端相连接，桥式整流器DB的“－”输出端与LED灯（3）的发光二极管组件LEDs的“－”端相连接。桥式整流器DB将CWA镇流器的恒功率交流电压转换成驱动LED灯的直流电压，串联电感Ls对CWA镇流器输出到LED灯的电流进行限流。

方案2，参照附图3，桥式整流器串联限流电容的驱动电路。恒功率自耦式CWA镇流器（1）的交流供电电压输入端a和c与交流供电电压ACin相连接，CWA镇流器（1）的输出端b与驱动电路（2）的串联电容Cs的一端相接，CWA镇流器（1）的输出端d与驱动电路（2）的桥式整流器DB的一个交流输入端“～”相连接，桥式整流器DB的另一个交流输入端“～”与串联电容Cs的另一端相接，桥式整流器DB的“＋”输出端与LED灯（3）的发光二极管组件LEDs的“＋”端相连接，桥式整流器DB的“－”输出端与LED灯（3）的发光二极管组件LEDs的“－”端相连接。桥式整流器DB将CWA镇流器的恒功率交流电压转换成驱动LED灯的直流电压，串联电容Cs对CWA镇流器输出到LED灯的电流进行限流。

方案3，参照附图4，桥式整流器并联分流电感的驱动电路。恒功率自耦式CWA镇流器（1）的交流供电电压输入端a和c与交流供电电压ACin相连接，CWA镇流器（1）的输出端b与驱动电路（2）的并联电感Lp的引脚1以及桥式整流器DB的一个交流输入端“～”相连接，CWA镇流器（1）的输出端d与桥式整流器DB的另一个交流输入端“～”，以及并联电感Lp的引脚2相接，桥式整流器DB的“＋”输出端与LED灯（3）的发光二极管组件LEDs的“＋”端相连接，桥式整流器DB的“－”输出端与LED灯（3）的发光二极管组件LEDs的“－”端相连接。桥式整流器DB将CWA镇流器的恒功率交流电压转换成驱动LED灯的直流电压，并联电感Ls对CWA镇流器输出到LED灯的电流进行分流。