一种新型电子镇流器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种高压气体放电灯电子镇流器，它包括脉冲相位调制器、开关驱动电路、反馈电路、启动电路，其特征在于：所述功率驱动电路包括功率开关晶体管M1、功率开关晶体管M2、电阻R20、二极管D20、泄流二极管D16，所述的启动电路包括硅二端元件SIDAC、电容C21、电阻R21、电容C20、电感L21和灯5。本实用新型与现有的电子镇流器相比，电路更加简洁，电能消耗低，大幅度地提高了工作效率和可靠性。
【专利说明】一种新型电子镇流器【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电子镇流器，具体的说是涉及一种高压气体放电灯电子镇流器。
【背景技术】
[0002]目前，高压气体放电灯广泛应用于室外照明。虽然它的效率高和寿命长，可是高压气体放电灯的下列一些特性影响着与它配套使用的镇流器的价格和可靠性。
[0003]1、灯管点燃后，在到达全功率的这几分钟时间内，灯管维持在很低的电压降(约为正常值的三分之一以下)。这就要求镇流器具有一定的过载能力。
[0004]2、高动态负载特性能从很低的阻抗瞬时地变化到开路或反之。这就要求镇流器具有恒功率输出:以能提供开路负载和过载保护。
[0005]3、在几百赫到几百千赫的任何频率上，都可能产生声振荡，而导致弧光不稳定，并带来灯管损坏。而且这个频率可因灯不同而不同，并能存在于整个灯管寿命期中。因此大多数工作在这个频率范围的电子镇流器就很不可靠。
[0006]铁磁镇流器工作在 50赫或60赫线网频率，不具备声振荡条件，又因使用大功率变压器以克服过载。但重量大、效率低，且需一个昂贵的功率电容以解决功率因数过低的问题。
[0007]目前大多数高频电子镇流器都是采用变化的频率来解决声振荡的问题，例如脉冲频率调制技术。但是这种方法使频率变化范围大，变化周期快，声振荡问题解决的不彻底，且还导致声频噪声和电磁噪声，容易烧坏灯管，甚至烧毁镇流器。有的设计使用快反馈电路的功率源驱动灯管。这种方法使设计复杂化并且也增加了成本。这些原因都导致了高压气体放电灯现有配套使用的电子镇流器消耗能量过多，成本大，工作不稳定，可靠性低。
[0008]HID灯(高压气体放电灯)是目前使用的新一代高效照明设备，它具有大功率、高光效和长寿命的特点，与荧光灯相比，它需要更高的启动电压。现在国内外对小功率HID灯电子镇流器一般采用LC谐振启动，大功率HID灯电子镇流器采用驱动芯片的控制来实现振荡，一般认为启动时采用高压脉冲点火方式更为合适。但这样点火脉冲峰值电源会超过灯座的安全电源，可能在灯管启动前将灯座击穿。而且电子镇流器在与灯管配套使用中有可能出现灯管漏气、不激活、不启动及主电路电流过大等异常情况，为了不致导致镇流器损坏，这就要求镇流器具有开路保护和短路保护功能。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的是，针对上述【背景技术】中电子镇流器的不足，提供一种电路简单、成本低、低频点火且带多功能保护的HID灯的电子镇流器。
[0010]本实用新型所采用技术方案如下:一种新型电子镇流器，包括脉冲相位调制器、开关驱动电路、反馈电路、启动电路，所述开关驱动电路包括一个开关电路和一个功率驱动电路，其特征在于:所述功率驱动电路包括功率开关晶体管Ml、功率开关晶体管M2、电阻R20、二极管D20、泄流二极管D16，所述的启动电路包括硅二端元件SIDAC、电容C21、电阻R21、电容C20、电感L21和灯5。
[0011 ] 进一步的，所述启动电路包括有电感L22，用来提升点燃电压。
[0012]所述开关电路是一个变换电路，它与脉冲相位调制器一起组成脉冲调相信号源，用以推动功率驱动电路和启动电路使高压气体放电灯点燃。
[0013]本实用新型的效果是:
[0014](I)本实用新型采用脉冲相位扣除技术，保护了因低的灯管阻抗或短时间输出短路引起的灯管过流和开关驱动电路过热。
[0015](2)本实用新型具有多次启动不成功的自动保护功能。当连续几次点火失败时，反馈电路将有关电流信号反馈到脉冲相位调制器，脉冲相位调制器控制启动电路停止工作两分钟，让HID灯灯管温度降下来之后再启动，如果再次反复5次(点火次数可以预先进行设置)不成功就放弃启动，认为灯管损坏或灯管没有安装。这样不但提高的电路的稳定性和可靠性、延长了灯管的使用寿命，而且便于灯管更换维护。
[0016](3)本实用新型具有开路保护功能:由于灯管与功率驱动电路在直流上串联，当灯管开路时，功率驱动电路的电流下降为零，自动实现了高压气体放电灯开路保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的电路方框图。
[0018]图2为本实用新型的电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，当供电电源为交流时，整流电路为整个电路提供直流电源。脉冲相位调制器I产生相位调制后的脉冲信号，送给开关驱动电路2。在本实例中，开关驱动电路2包括一个开关电路和一个功率驱动电路，开关电路是一个变换电路，它与脉冲相位调制器I一起组成脉冲调相信号源，用以推动功率驱动电路和启动电路4使高压气体放电灯5点燃。功率驱动电路的开关电流脉冲宽度和幅度变化反映整个电子镇流器工作状态，反馈电路3将其分别反馈回脉冲相位调制器I和开关电路，以控制输出的脉冲序列，即使调相脉冲序列在一个相位上重复有限次后，跳变到另一个新的相位上，以保证电子。镇流器工作稳定。启动电路5启动高压气体放电灯6后处于等待模式，整个电子镇流器稳定工作。
[0020]如图2所示，脉冲相位调制器I和开关电路2分别受反馈电路3中的开关电流脉冲宽度反馈电路和开关电流脉冲幅度反馈电路控制。功率开关晶体管Ml、功率开关晶体管M2、电阻R20、二极管D20、泄流二极管D16组成的功率驱动电路。启动电路包括硅二端元件SIDAC、电容C21、电阻R21、电容C20、电感L21和灯5，电感L22用来提升点燃电压的，电阻R21是用来限制电流。启动过程是:首先闭合Ml，电流经电阻R22、电感L22、电阻R21给电容C21充电。当电容C21的电压达到硅二端元件SIDAC的击穿电压时，硅二端元件SIDAC被击穿，这是电流经电阻R21、电感L22、硅二端元件SIDAC到达电感L21，其中硅二端开关元件连接到电感的> 15:1的抽头上，这时在电感上感应出一个高压加在高压气体放电灯5的两端使其点燃。在闻压气体放电灯启动后，功率开关晶体管M2与功率开关晶体管Ml推挽工作，使灯管工作于交流状态。[0021]脉冲相位调制器I输出脉冲信号的固定频率可以从几千赫到几十千赫，可采用两相或多相调制。输出脉冲在一个相位上重复有限次，即可以是几次、几十次或几百次，然后移到一个新的相位上。当输出脉冲的最大相位跳变间隔小于10个脉冲时，能可靠地防止灯管产生声振荡。相位跳变序列的周期大于5毫秒，以避免相位跳变序列包络引起的低频声振荡。当采用两相调制时，可用2n-l的二进制伪随机序列，最大相位跳变间隔小于N个脉冲；当多相调制时，可采用固定相位跳变，间隔为N个脉冲。
[0022]本实用新型中，对高压气体放电灯5是采用低频率启动，调整电容C21和电阻R21可使触发频率的最佳值为每秒I次至数次。低启动频率有助于延长灯管寿命，也避免了由于灯管接触不良而损坏硅二端开关元件。
[0023]本实用新型具有过载保护功能，是由脉冲扣除技术来实现的。在灯管点燃启动时，灯阻抗很低，随着灯的温度升高，慢慢达到它的标准负载阻抗。由于恒功率源驱动，点燃起始过程中的灯管低阻抗将引起灯管电流过流，功率不能全部转移到低阻的灯管上，使功率驱动电路过热。其中部分功率将存储于电容C20上。这意味着功率开关晶体管Ml导通时，电感中已有电流流过，导致电流脉宽变窄。因过载而引起的电流脉冲宽度下降被开关电流脉冲宽度反馈电路检测，将其反馈给微处理器使其扣除下一个脉冲输出。用以保证功率驱动电路有足够的时间使存储在电感和电容上的多余功率能以自由振荡的形式转移到高压气体放电灯的灯管上，因而也防止功率驱动电路过热。在灯管阻抗上升到全阻抗的过程中，这个脉冲扣除作用从每次一个脉冲逐渐减少越来越少，直至消失。在极端过载情况下，此脉冲扣除技术可使功率驱动电路的输出功率减少一半。脉冲扣除方法不仅避免了灯管过流，也保护了因较低的灯管阻抗或短时间输出短路引起的功率驱动电路过热问题。
[0024]本实用新型具有开路保护功能:由于灯管与功率驱动电路在直流上串联，当灯管开路时，功率驱动电路的电流下降为零，自动实现了高压气体放电灯开路保护。
[0025]本实用新型具有短路保护功能:HID灯工作电路包括电阻R21、电阻R20、电感L21和功率开关晶体管M1，电阻R21是一个高阻值的电阻。当灯管被短路时，由于大电阻R21的限流作用，流过灯管的和R20的电流很小，导致反馈电阻R20上的电压很小，功率开关晶体管M2处于断开状态，实现了短路保护。
[0026]本实用新型具有多次启动不成功的自动保护功能:当多次启动HID灯未点亮，HID灯的灯管温度会逐渐升高，所需要的点火电压也会越高，导致点火更加困难。尤其是在HID灯灯管已损坏的情况下，目前使用的电子镇流器点火电路还会频繁的点火。本实用新型采取的改进策略是:当连续几次点火失败时，通过电阻R20的电流呈多次小电流脉冲状态，此状态被反馈电路3检测反馈到脉冲相位调制器I，脉冲相位调制器I控制启动电路停止工作两分钟，让HID灯灯管温度降下来之后再启动，如果再次反复5次(点火次数可以预先进行设置)不成功就放弃启动，认为灯管损坏或灯管没有安装。这样不但提高的电路的稳定性和可靠性、延长了灯管的使用寿命，而且便于灯管更换维护。
[0027]总而言之，本实用新型较现有的电子镇流器电路更加简洁，电能消耗低，大幅度地提高了工作效率和可靠性。
【权利要求】
1.一种新型电子镇流器，包括脉冲相位调制器、开关驱动电路、反馈电路、启动电路，所述开关驱动电路包括一个开关电路和一个功率驱动电路，其特征在于:所述功率驱动电路包括功率开关晶体管Ml、功率开关晶体管M2、电阻R20、二极管D20、泄流二极管D16，所述的启动电路包括硅二端元件SIDAC、电容C21、电阻R21、电容C20、电感L21和灯5。
2.根据权利要求1所述的一种新型电子镇流器，其特征在于:所述启动电路包括有电感L22，用来提升点燃电压。
【文档编号】H05B41/292GK203387756SQ201320238257
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年5月6日 优先权日:2013年5月6日
【发明者】高爽 申请人:长沙湘愿节能科技有限公司