一种应用于灯管的数字电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种应用于灯管的数字电源，包括：三相电源；三相半控全波整流器，将三相电源提供的交流电信号整流后变为可控电压的直流电信号；SRC谐振电路模块，经整流后的直流电提供至该SRC谐振电路模块，其包括若干个并联的SRC谐振电路，通过调节SRC谐振电路的工作频率，从而控制SRC谐振电路模块输出的电压；整流电路模块，将输出的方波的交流电信号转换为直流电信号；逆变输出电路模块，将整流后的方波的直流电信号经该逆变输出电路模块输出至灯管；点火电路模块，将该逆变输出电路模块输出的方波交流电信号与该点火电路模块的高压直流信号叠加至灯管两端，以提供该灯管启动的高压电信号。本实用新型克服了传统控制方式对电源要求高、电能消耗大等缺陷。
【专利说明】一种应用于灯管的数字电源
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种数字电源，尤其涉及一种应用于灯管的数字电源。
【背景技术】
[0002]目前传统的汞灯卤素灯等气体放电灯的供电系统，主要由变压器提供电源，由于变压器的原理和工艺特点限制，变压器具有功率输出控制比较粗糙，对电网质量要求较高，功率因数较低，效率较低等缺点。
[0003]目前市面上大部分的数字电源采用单路谐振的方式，通常在数字电源逆变输出级增加变压器调压，由于此种电路结构只由一路谐振电路传输能量，因此谐振电路的电流比较大，一般只能采用IGBT模块驱动。IGBT模块价格都比较昂贵，并且IGBT的开关频率一般都比较低，因此输出级的变压器体积很难做小，并且由于IGBT的开关频率较低的原因，输出变压器会伴随有高频噪音，变压器的制作很困难，尤其是大功率时，此问题非常突出。
[0004]在我国，工频频率是50Hz，图1是在工频传统变压器控制方式下灯管的输出能量波形图，由图1可以看出，传统控制方式下的UV灯管输出的能量是以50Hz的频率在零和最大值之间波动，这样的正弦输出波形由于在过O的两侧有时间较长的电压输出较低，影响灯管输出的光波长分布，降低所需要波长部分的紫外线含量。并且以UV全功率输出为例，传统变压器控制方式一般在待机时输出功率都达到全功率的40%，浪费很严重，此外，传统变压器控制方式输出受电网电压的波动的影响比较大，发热损耗大。
实用新型内容
[0005]本实用新型提出一种应用于灯管的数字电源，以解决目前传统的用变压器供电的卤素灯等气体放电灯的供电系统受电网电压的波动的影响比较大，电能损耗大的技术问题。
[0006]本实用新型采用如下技术方案实现:一种应用于灯管的数字电源，其中，该数字电源包括:三相电源，提供一交流电信号；三相半控全波整流器，其一端与该三相电源连接，将三相电源提供的交流电信号整流后变为可控电压的直流电信号；SRC谐振电路模块，该SRC谐振电路模块一端与该三相半径全波整流器另一端电性连接，经该三相半径全波整流器整流后的直流电提供至该SRC谐振电路模块，该SRC谐振电路模块包括若干个相互并联连接的SRC谐振电路，通过调节SRC谐振电路的工作频率，从而控制SRC谐振电路模块另一端输出的电压；整流电路模块，该整流电路模块一端与该SRC谐振电路模块另一端电性连接，将经SRC谐振电路模块输出的方波交流电信号转换为直流电信号；逆变输出电路模块，耦接于整流电路模块，将经SRC谐振电路模块及整流电路模块整流后的直流电信号经该逆变输出电路模块输出至灯管；以及点火电路模块，该点火电路模块一端耦接于该逆变输出电路模块，另一端与灯管连接，该灯管另一端与该逆变输出电路模块输出端连接，将该逆变输出电路模块输出的方波交流电信号与该点火电路模块的高压直流信号叠加至灯管两端，以提供该灯管启动的高压电信号。
[0007]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:本实用新型提供的一种应用于灯管的数字电源，不仅克服了传统控制方式对电源要求高、电能消耗大等缺陷，而且具有以下优势:高频率且稳定的方波输出，高频输出的方波在稳定性上要比传统控制方式提高很多，具有宽电压输入特性，输出几乎不受电网电压的波动的影响，稳定的方波输出保证了稳定的固化效果；高效率和高功率因数；待机低功率输出，电子控制方式将会比传统控制方式节约30%以上的电能；以及细化的输出功率控制，该数字电源可以实现功率的无极平滑输出，被细化的功率输出可以根据需要的紫外线能量大小使功率准确输出，节省电能的损耗。
[0008]较佳的，本实用新型提供了一种应用于灯管的数字电源，其中，所述三相电源用于提供频率为50赫兹或60赫兹的380伏交流电信号。
[0009]较佳的，本实用新型提供了一种应用于灯管的数字电源，其中，所述三相电源与三相半控全波整流器之间还连接有EMC滤波电路模块。
[0010]本实用新型提供了一种应用于灯管的数字电源，该EMC滤波电路模块对电网输入的380伏的交流电的高频干扰信号进行滤除，防止外部高频信号对电源的干扰；还可对三相电源本身产生的高频干扰信号进行滤除，防止该数字电源的高频信号干扰到外部电网的其他设备。
[0011]较佳的，本实用新型提供了一种应用于灯管的数字电源，其中，所述若干个并联的SRC谐振电路采用MOSFET管作为驱动管。
[0012]较佳的，本实用新型提供了一种应用于灯管的数字电源，其中，所述SRC谐振电路模块包括4级相互并联的SRC谐振电路。
[0013]较佳的，本实用新型提供了一种应用于灯管的数字电源，其中，所述逆变电路模块根据用户需要设置灯管供电输出的频率，并且方波输出有利于提高灯管发出的紫外线含量，增加灯管寿命。
[0014]较佳的，本实用新型提供了一种应用于灯管的数字电源，其中，所述灯管为汞灯或卤素灯。
[0015]本实用新型提供了一种应用于灯管的数字电源，通过调节SRC谐振电路的工作频率，从而控制SRC谐振电路模块输出的电压，4级相互并联的SRC谐振电路根据自身参数和负载特征自动分担所传输的能量，采用的驱动管为MOSFET管，工作频率可高达100KHZ以上，实现能量的高效传输，并且此种SRC谐振电路结构在负载发生短路的情况下，由于等效的负载阻抗瞬间变小，谐振的工作曲线改变，在CPU还没有反应过来调整工作频率的情况下，此结构本身能瞬间降低输出电压，进而保护电路，避免造成很大的烧毁。本实用新型采用了 4级SRC谐振电路并联的方式传递能量，大大降低电路对驱动管的电压和电流要求，从而有效降低成本，并且总功率分担到4级SRC谐振电路中，每一级的驱动管可以用频率更高的MOSFET管完成，由于谐振频率更高，因此电路效率可以做得更高，变压器体积可以做得更小。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是在工频传统变压器控制方式下的灯管的输出能量波形图；
[0017]图2是数字电源控制方式下的灯管电压输出能量波形图；
[0018]图3是传统方式和数字电源方式的灯管能量输出比较图；
[0019]图4为应用于灯管的数字电源的结构示意图；
[0020]图5为三相半控全波整流器电流电压输出波形图；
[0021]图6为该逆变输出电路模块输出至灯管两端的电压电流波形图；
[0022]图7为灯管启动的流程图。
【具体实施方式】
[0023]请参照图2至图4，本实用新型提出了一种应用于灯管的数字电源，解决了目前传统的用变压器供电的汞灯或卤素灯等气体放电灯的供电系统受电网电压的波动的影响比较大，电能损耗大的技术问题。
[0024]如图4所示，其中，该数字电源主要应用于汞灯或卤素灯等气体放电灯中，于本实施例中，所述灯管160以卤素灯为例，该数字电源包括:三相电源100，提供一交流电信号，所述交流电信号采用电压为380伏、频率为50赫兹或60赫兹。
[0025]又，所述三相电源100与三相半控全波整流器110之间还连接有EMC滤波电路模块，该EMC滤波电路模块对电网输入的380伏的交流电信号的高频干扰信号进行滤除，防止外部高频信号对三相电源100干扰；该EMC滤波电路模块还可对三相电源100本身产生的高频干扰信号进行滤除，防止该数字电源的高频信号干扰到外部电网的其他设备，从而保证三相电源100提供的是高品质无干扰的交流电信号。
[0026]该三相半控全波整流器110 —端经EMC滤波电路模块与该三相电源100连接，可将三相电源100提供的高品质无干扰的交流电信号整流后变为可控电压的直流电信号。再请结合图5，为三相半控全波整流器电流电压输出波形图，图上粗线条部分为相空角30度，阻性负载情况下的电压及电流波形。
[0027]所述SRC谐振电路模块120 —端与该三相半径全波整流器110另一端电性连接，经该三相半径全波整流器I1整流后的直流电提供至该SRC谐振电路模块120，其中，该SRC谐振电路模块130包括若干个相互并联连接的SRC谐振电路1201，通过调节各级SRC谐振电路1201的工作频率，从而控制SRC谐振电路模块120另一端输出的电压。其中，所述若干个SRC谐振电路1201的驱动管可采用MOSFET管，于本实施例中，所述SRC谐振电路模块120采用了 4级SRC谐振电路1201的并联方式传递能量，这样的结构可以大大降低电路对驱动管的电压和电流要求，从而有效降低成本，并且总功率分担到4路SRC谐振电路1201中，每一路的驱动管可以用频率更高的MOSFET管完成，由于谐振频率更高，因此电路效率可以做得更高，变压器体积可以做得更小。
[0028]所述整流电路模块130 —端与该SRC谐振电路模块120另一端电性连接，将经SRC谐振电路模块120输出的方波的交流电信号转换为直流电信号；逆变输出电路模块150，耦接于整流电路模块130，将经SRC谐振电路模块120及整流电路模块130整流后的方波的直流电信号经该逆变输出电路模块150输出至灯管160。
[0029]此外，该数字电源还包括点火电路模块140，该点火电路模块140 —端耦接于该逆变输出电路模块150，另一端与灯管160 —端连接，该灯管160另一端与该逆变输出电路模块150输出端连接，再请参考图6，图6为该逆变输出电路模块输出至灯管两端的电压电流波形图，将该逆变输出电路模块150输出的方波交流电信号与该点火电路模块140的高压直流信号叠加至灯管160两端，以提供该灯管160启动的高压电信号，一般点火电压高达1500伏至5000伏，从而，启动该灯管160。其中，该逆变输出电路模块150输出到灯管160的电压由SRC谐振电路1201频率进行闭环控制，而该逆变输出电路模块150的工作频率一般为50赫兹到400赫兹。
[0030]请参照图7，为该灯管启动的工作流程图，该灯管启动工作包括以下步骤:步骤201:开始；步骤202:设定点火电压、灯电压以及灯电流报警阀值；步骤203:读取点火电压、灯电压以及灯电流报警阀值；步骤204:使能点火电路模块，当检测到灯电流时，点火完成；步骤205:灯管启动。
[0031]如图2所示，是数字电源控制方式，灯管电压波形图，该数字电源输出是50HZ-400Hz的方波信号输出，方波的输出由于没有传统方式过O点的低电压部分，所以保证了灯管两端电压的恒定，进而保证了稳定的紫外线输出。
[0032]再请参照图3，图3是传统方式和数字电源方式的灯管能量输出比较图，由图3中，仔细比较图1和图2两种方式下灯管电压波形，黑色填充部分为损耗的UV能量，不难发现同样的电能输入，数字电源方式的灯管将会得到更多的UV能量。
[0033]综合上述，本实用新型提供的一种应用于灯管的数字电源，具有以下优势:高频率且稳定的方波输出，高频输出的方波在稳定性上要比传统控制方式提高很多，具有宽电压输入特性，输出几乎不受电网电压的波动的影响，稳定的方波输出保证了稳定的固化效果；高效率和高功率因数；待机低功率输出，电子控制方式将会比传统控制方式节约30%以上的电能；以及细化的输出功率控制，该数字电源可以实现功率的无极平滑输出，被细化的功率输出可以根据需要的紫外线能量大小使功率准确输出，节省电能的损耗。
[0034]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种应用于灯管的数字电源，其特征在于，该数字电源包括: 三相电源，提供一交流电信号； 三相半控全波整流器，其一端与该三相电源连接，将三相电源提供的交流电信号整流后变为可控电压的直流电信号； SRC谐振电路模块，该SRC谐振电路模块一端与该三相半径全波整流器另一端电性连接，经该三相半径全波整流器整流后的直流电提供至该SRC谐振电路模块，该SRC谐振电路模块包括若干个相互并联连接的SRC谐振电路，通过调节SRC谐振电路的工作频率，控制SRC谐振电路模块另一端输出的电压； 整流电路模块，该整流电路模块一端与该SRC谐振电路模块另一端电性连接，将经SRC谐振电路模块输出的方波交流电信号转换为直流电信号； 与整流电路模块耦接的逆变输出电路模块，将经SRC谐振电路模块及整流电路模块整流后的直流电信号经该逆变输出电路模块输出至灯管；以及 点火电路模块，该点火电路模块一端耦接于该逆变输出电路模块，另一端与灯管连接，该灯管另一端与该逆变输出电路模块输出端连接，将该逆变输出电路模块输出的方波交流电信号与该点火电路模块的高压直流信号叠加至灯管两端，以提供该灯管启动的高压电信号。
2.根据权利要求1所述的一种应用于灯管的数字电源，其特征在于，所述三相电源用于提供频率为50赫兹或60赫兹的380伏交流电信号。
3.根据权利要求1所述的一种应用于灯管的数字电源，其特征在于，所述三相电源与三相半控全波整流器之间还连接有EMC滤波电路模块。
4.根据权利要求1所述的一种应用于灯管的数字电源，其特征在于，所述若干个并联的SRC谐振电路采用MOSFET管作为驱动管。
5.根据权利要求1或4所述的应用于灯管的数字电源，其特征在于，所述SRC谐振电路模块包括4级相互并联的SRC谐振电路。
6.根据权利要求1所述的一种应用于灯管的数字电源，其特征在于，所述逆变电路模块根据用户需要设置灯管供电输出的频率。
7.根据权利要求1所述的一种应用于灯管的数字电源，其特征在于，所述灯管为汞灯或卤素灯。
【文档编号】H05B37/02GK204180365SQ201420693358
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】林创业 申请人:林创业