专利名称：高强度气体放电灯用电子镇流器的制作方法
高强度气体放电灯用电子镇流器在国际和国内都有大量专利，但未有解决高强度气体放电灯在高频供电时的声共振问题，轻则光线抖动，重则烧毁灯管或镇流器，无法长期使用。虽已研制成功防止声共振的电子镇流器，并有大量文章和报道。这种电路是可以解决声共振，但电路相当复杂，造价昂贵，应用实际的可能性很小。本发明专利正式基于上述的情况而发明的一种简单电路，有效的抑制了强放电灯在高频供电时的声共振现象的电子镇流器。同时也解决了高额定电压时MOS管的管压降大幅增加，导致自身功耗大幅度增加的严重问题。强放电灯的特点是必须高压(一般几千伏甚至上万伏)启动，而工作时的工作电流很大(1A-15A)，必需采用高额定电压的大功率MOS管，此时MOS管的导通电阻Ros(on)＝RoVα，V为额定电压，α为大于1的常数(α＝2.5)。这就是导致强放电灯用电子镇流器自身功耗大幅增加，失去了节能的目的，降低了产品的可靠性。木发明是一种解决强放电灯用高频电源供电时出现的声共振现象的方法，其特征是将一个频率远低于高频电源频率的低频交流信号通过电阻、电容和变压器等器件组成的网络引入到高频电源的振荡电路中的频率控制部分，并分别由两组固有频率不同的网路给负载灯管Rp供电。低频信号可以直接由市电电源引入，也可以由一个独立的低频信号发生器(图4)引入。本发明的原理电路图和实施例如
图1、图2、图3。它是通过下述的连接结构实现的。
变压器自激振荡电子镇流器的电路图1，R1一端与R2一端连接后接电源一根引线，R1的另一端与T1的n1-4的首端和T2的n2-4的首端相连接，T1的n1-4尾端和T2的n2-4尾端与R2的另一端相连接后接电容C3一端与L3一端相连接的结点上；变压器自激振荡电子镇流器电路图2，R1一端与R2一端连接后接电源的一根引线，R1的另一端接T1的n1-4的首端，T1的n1-4的尾端接T2的n2-4的首端，T2的n2-4的尾端与R2的另一端相连后再接电容C3的一端和L3的一端相连接的结点上；IC它激振荡电子镇流器电路图3，电容C3-2与电阻R3-3串联后，电容C3-2另一端接电源的一根引线，电阻R3-3的另一端接电阻R3-1与R3-2相连接的结点上。图1-b的V1、V2、T1(D1、D2、D3、D4)、T2(D1、D2、D3、D4)、L1的N1绕组和C1组成网路1，V3、V4、L2和C1组成网路2同时给灯管Rp供电。图2的V1、V2、T1(D1、D2、D3、D4)、T2(D1、D2、D3、D4)、L1的N1绕组和C1组成网路1，V3、V4、L2和C1组成网路2，同时给灯管Rp供电。图3-b的V1、V3、IC1、L1的N1绕组和C3-5组成网路1，V3、V4、IC1、L2和C3-5组成网路2，同时给灯管Rp供电。图1-b的T1的n1-1与T2的n2-1并联，D1的负极和D2的正极串联，D3的正极和D4的负极串联，D5的负极和D6的正极串联，D7的正极和D8的负极串联，D1、D5的正极与D3、D7的负极相连后，接T1的n1-1和T2的n2-1的首端，D2、D6的负极与D4、D8的正极相连后，接T1的n1-1和T2的n2-1的尾端。图2的T1的n1-1尾端与T2的n2-1的首端相连，T1的n1-1的首端与D1的正极、D3的负极相连接，n2-1的尾端与D6的负极、D8的正极相连接。引入信号为市电时，电路图1、图2中的A点接C点，B点接D点，电路图3中的A点接C点；引入低频信号发生器的信号时，电路图1、图2中的C点接图4中的A’点，图1、图2中的A点和B点短接；电路图3中的C点接图4中的A’点，A点和C点断开。
上述的连接实现了镇流器的频率在小范围内变化，两组供电网路固有频率的不同，两者有效的抑制了声共振现象的发生。下面结合电路图更详细说明电路的基本连接结构。电路图1，一根电源引线连接到R1与R2相连的结点上，R1的另一端与变压器T1的绕组n1-4的首端和变压器T2的绕组n2-4的首端相连接，变压器T1的n1-4的尾端和T2的n2-4的尾端与R2的另一端相连，再连接到C3的一端与L3的一端相连接的结点上。变压器T1的n1-1绕组的首端和D1正极D3负极相连接的结点上，再与变压器T2的n2-1的首端和D5的正极和D7的负极相连接的结点相连接，再接到V1的源极和V2的漏极相连接的结点上。T1的n1-1尾端和D2负极D4正极相连接的结点与T2的n2-1的尾端和D6的负极、D8的正极相连的结点相连接，再与L1的N1绕组的首端相连接，L1的N1尾端接C1的一端与L2尾端、Rp的一端相连接的结点上，C1的另一端、Rp的另一端与C2相连接，C2的另一端接直流电源的正极；L2的首端与V3的源极、V4的漏极相连接，L2的尾端与L1的N1绕组尾端相连接；电路图2，一根电源的引线连接到R1与R2相连的结点上，R1的另一端接T1的n1-4的首端。n1-4的尾端接到T2的n2-4的首端，n2-4的尾端与R2的另一端相连接再接到C3的一端与L3的一端相连接的结点上，T1的n1-1的首端与D1的正极和D3的负极相连接，再连接到V1的源极和V2的漏极相连接的结点上，T1的n1-1的尾端与D2的负极D4的正极相连接，再连接到T2的n2-1的首端与D5的正极D6的负极相连接的结点上，n2-1的尾端与D7的负极D8的正极相连接，再连接到L1的N1绕组的首端，L1的N1的尾端连接到C1一端与Rp的一端的连接的结点上，C1的另一端和Rp的另一端与C2的一端相连接，C2的另一端接直流电源的正端。V3的源极和V4的漏极与L2的首端相连接，L2的尾端连接到L1的N1绕组的尾端；电路图3，R1一端与R2一端相连，R1的另一端接IC1的Rt脚，R2另一端与C1的一瑞相连接再接IC1的Ct脚，C1的另一端接地，R1、R2相连接的结点与R3的一瑞相连，R3的另一端与C2的一端相连接，C2的另一端接到电源的一根引线上；IC1的Vs脚与V1的源极和V2的漏极相连接，再接L1的N1首端，N1的尾端与C’3-6的一端相连接，C’3- 6的另一端与C3-5的一端和Rp一端相连接的结点上，C3-5另一端与Rp的另一端相连接再与C3-6的一端相连接，C3-6的另一端接地(直流电源的负极)；IC1的Rt脚接IC2的1n脚上，IC2的Vs脚与V3的源极和V4的漏极相连接，再连接到L2的首端，L2的尾端与C”3-6的一端相连接，C”3-6的另一端与C’3-6、C5、Rp相连接的结点上，C3-5另一端与Rp的另一端相连接再与C3-6的一端相连接，C3-6的另一端接地(直流电源的负极)。R1与R2相连的结点C，可接到R3的一端A，也可接到低频信号发生器的输出端A’上。
下面进一步从原理上分析电路的特点。电路图1，其特征在于一根电源的引线经R1与T1的n1-4、T2的n2-4的首端相连接，T1的n1-4、T2的n2-4的尾端与R2相连接后接C3一端与L3一端相连接的结点上。由于周期变化的电源电流，使其振荡周期随电源电流周期变化而周期性的变化，振荡频率也跟着周期性的变化，抑制了灯管的声共振。其特征还在于T1的n1-1的首端、T2的n2-1的首端与D1、D5正极，D3、D7的负极相连接，再连接到V1的源极和V2的漏极的连接的结点上，T1的n1-1的尾端、T2的n2-2的尾端与D2、D6的负极，D4、D8的正极相连接，再连接到L1的N1的首端，V3的源极和V4的漏极连接后再接到L2的首端，L1的N1的尾端与L2的尾端相连接后再接到C1的一端与Rp的一端的相连接的结点上。V1、V2、T1(D1、D2、D3、D4)、T2(D1、D2、D3、D4)、L1的N1和C1组成的网路1的固有频率，V3、V4、L2和C1组成的网路2的固有频率与灯管Rp的共振频率三者有着不同的差异，进一步抑制了灯管的声共振现象。电路图2特征在于，一根电源的引线经R1与T1的n1-4的首端相连，n1-4的尾端与T2的n2-4的首端相连接，n2-4的尾端与R2连接后，再接C3与L3的相连接的结点上，由于周期变化的电源电流，使其振荡周期随电源电流周期变化而周期性的变化，振荡频率也跟着周期性的变化，抑制了灯管的声共振，其特征还在于T1的n1-1的首端与D1的正极、D3的负极相连接后再连接到V1的源极与V2的漏极的相连接的结点上，T1的n1-1的尾端再连接T2的n2-1的首端与D5的正极、D7的负极相连接的结点上，n2-1的尾端与D6的负极、D8的正极相连接后再与L1的N1的首端相连接，L1的N1的尾端与L2的尾端和C1的一端，Rp的一端相连接，C1的另一端与Rp的另一端相连接后，再与C2的一端相连接，C2的另一端连接到直流电源的正端，D1负极与D2正极串联，D3正极与D4负极串联，D5负极与D6正极串联，D7正极与D8负极串联，V3的源极与V4的漏极相连后再与L2的首端相连接，L2的尾端与L1的N1的尾端相连接。V1、V2、T1、T2与L1的N1、C1组成网路1的固有频率，V3、V4与L2、C1组成的网路2的固有频率与灯管的共振频率三者有不同的差异，进一步抑制了声共振现象。电路图3-b的特征在于将R1、R2的相连接的结点通过R3、C2串联后接到电源的一根引线上，这样就将一个周期变化的电压信号引到振荡电阻R1、R2和振荡电容C1上，从而改变了充放电周期，因为这个信号是周期性变化的，因此充放电的周期也跟着改变，从而振荡频率也周期性地在一个小范围内变化，抑制了强放电灯灯管的声共振；为了使振荡频率周期性变化，也可用独立的低频信号发生器，将低频信号发生器的输出端A’点、接于电路图1、电路图2、电路图3的C点，道理与上述引入市电电源信号完全相同。V1、V2、IC1和L1的N1和C3-5组成的网路1的固定频率和V3、V4、IC2和L2、C3-5组成网路2的固有频率与灯管Rp的共振频率三者有着不同的差异，进一步抑制了灯管的声共振现象。
由于双网路给灯管供电，也有效的降低了电子镇流器的自身功耗。以250W钠灯为例。用MOS管IRF840做半桥输出。经实测，单网路IRF840管导通时管降压为9伏，而双网路时为1.5伏。回路的电流为3A，单网路供电时MOS管导通损耗为3A×9V＝27W，而双网路供电时MOS管的导通损耗为3A×1.5V＝4.5W。仅此一项可节约电能22.5W，同时也降低了MOS管和整机的温度，提高了产品的可靠性。
变压器T1的n1-1和T2的n2-1分别并联了D1、D2、D3、D4和D5、D6、D7、D8组成网路，不仅降低了变压器T1和T2的自身功耗和温度，还有效的钳位了MOS管的栅极电位，保护了MOS管。由于二极管的节电容随电流的变化也有变化，从而也有效的改变了供电网路的固有频率，其特点是负载灯管Rp功率小于或等于250W时，可单网路供电，如电路图1-a，电路图3-a；功率大于250W时，用双网路、三网路或更多网路供电，如电路图1-b，图电路3-b。
权利要求
1.本发明是一种解决强放电灯用高频电源供电时灯管出现声共振现象的方法，其特征是将一个频率远低于高频电源频率的低频交流信号通过电阻、电容和变压器组成的网路引入到高频电源的振荡电路中的频率控制部分，所述低频信号可以直接由市电电源引入，也可以由一个独立的低频信号发生器引入，分别由单网路、双网路或更多网路给负载灯管Rp供电。
2.依据权利要求1所述的方法，其特征在于一种变压器自激振荡电子镇流器，R1一端与R2一端连接后再接一根电源引线，R1的另一端与T1的n1-4的首端和T2的n2-4的首端相连接，T1的n1-4尾端和T2的n2-4尾端与R2的另一端相连接后接电容C3一端与L3一端相连接的结点上；一种变压器自激振荡电子镇流器，R1一端与R2一端连接后接电源的一根引线，R1的另一端接T1的n1-4的首端，T1的n1-4的尾端接T2的n2-4的首端，T2的n2-4的尾端与R2的另一端相连后再接电容C3的一端和L3的一端相连接的结点上；一种IC它激振荡电子镇流器，电容C3-2与电阻R3-3串联后，电容C3-2另一端接电源的一根引线，电阻R3-3的另一端接电阻R3-1与R3-2相连接的结点上。
3.依据权利要求1所述的方法，其特征在于一种变压器自激振荡电子镇流器，T1的n1-1的首端和D1的正极、D2的负极相连接，n1-1的尾端和D2的负极、D4的正极相连接，T2的n2-1的首端和D5的正极、D7的负极相连接，n2-1的尾端和D4的负极、D8的正极相连接；T1的n1-1的首端与T2的n2-1的首端相连接再与V1的源极、V2的漏极相连接，n1-1的尾端与n2-1的尾端相连接，再接L1的N1的首端，N1的尾端与C1的一端、Rp的一端相连接，C1的另一端、Rp的另一端与C2的一端相连接，C2的另一端接直流电源的正极；一利变压器自激振荡电子镇流器，T1的n1-1的首端和D1的正极、D3的负极相连后与V1的源极、V2的漏极相连接，n1-1的尾端和D2的负极、D4的正极相连后与T2的n2-1的首端和D5的正极、D7的负极的结点相连接，n2-1的尾端和D6的负极、D7的正极相连后接L1的N1的首端，N1的尾端与C1的一端和Rp的一端相连接，C1的另一端和Rp的另一端与C2的一端相连接，C2的另一端接直流电源的正极；一种IC它激振荡电子镇流器，IC1的Rt脚与IC2的1n脚相连接，IC1的Vs脚与V1的源极和V2的漏极相连接，再接C’3-6的一端，C’3-6的另一端与C3-5的一端和Rp的一端相连接，C3-5的另一端和Rp的另一端相连后再接C3-6的一端，C3-6的另一端接地；IC2的Vs脚与V3的源极和V4的漏极相连接，再接C”3-6的一端，C”3-6的另一端与C3-5的一端和Rp的一端相连接，C3-5的另一端和Rp的另一端与C3-6的一端相连接，C3-6的另一端接地。
4.依据权利要求1所述的方法，其特征在于D1的负极和D2的正极串联，D3的正极和D4的负极串联，D5的负极和D6的正极串联，D7的正极和D8的负极串联。
5.依据权利要求1所述的方法，其特征在于；引入低频信号发生器的信号时其输出端A’，连接到变压器自激振荡电子镇流器的C点，电子镇流器的A点和B点短接，连接到IC它激振荡电子镇流器的C点，电子镇流器的A点和C点断开。
全文摘要
本发明是一种解决强放电灯用高频电源供电时出现的声共振现象的方法，其特点是将一个频率远低于高频电源频率的低频交流信号通过由电阻、电容和变压器等器件组成的网络引入到高频电源的振荡电路中的频率控制部分，并分别由两组固有频率不同的网络给负载灯管Rp供电。低频信号可以直接由市电电源引入，也可以由一个独立的低频信号发生器引入。
文档编号H05B41/14GK1418046SQ0113213
公开日2003年5月14日 申请日期2001年11月8日 优先权日2001年11月8日
发明者杜荣久 申请人:杜宏时