专利名称：小功率金卤灯电子镇流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种用于小功率金卤灯的电子镇流器，它在金卤灯工作时 起镇流作用，属照明电子产品。
技术背景金属卣化物灯(简称金卤灯)是继白炽灯和荧光灯之后的第三代高效节能绿色光源，金卣灯的发光效率是卤钨灯的4倍，寿命是由钩灯的10倍，并且显色 性更好，因此是替代传统卤钨灯的理想光源。同其它传统的高强度气体放电灯 (简称HID灯) 一样，金卣灯具有负阻效应，因此使用时必须配镇流器才能工 作。由于现有金卤灯使用的都是电感式镇流器，它不仅体积大、重量重，而且 效率极低，不能快速启动。 发明内容本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种体积小、重量轻、效率高、 能实现金卣灯快速启动的小功率金卣灯电子镇流器。为解决上述技术问题，本实用新型小功率金卣灯电子镇流器包括直流升压 电路、整流电路、全桥逆变电路、高压触发电路和控制电路，整个电路都由一 片单片机控制，单片机产生直流升压电路的P丽控制脉冲和全桥逆变器的低频 控制脉冲。上述小功率金卤灯电子镇流器，所述直流升压电路采用单端反激式升压电 路，由高频变压器L、开关管M2、 二极管D2和滤波电容"相连而成。上述小功率金卤灯电子镇流器，所述单片机通过电阻R3、 R4、 R5分别与所 述全桥逆变电路的两端相连。上述小功率金卣灯电子镇流器，所述整流电路由L1、 L2、 Cl、 C2、 C3构成 低通滤波电路，由M0S管M,构成输入端极性反接保护电路。本实用新型由于釆用了上述技术方案，工作时，先将DC12V输入电压用直 流升压电路升压，在金卤灯启动瞬间升压至400V，主要便于高压触发。而当金 卣灯进入稳态时，升压电路输出电压降至85V左右(为金卤灯管额定工作电压), 输出电压再经快恢二极管整流后，变成稳定的直流电。为了消除金卤灯的声频共振现象，金卤灯釆用200-500HZ方波驱动，并为此加了一级低频全桥逆变电 路。利用直流升压电路输出开路时，在变压器副边产生的高达600V以上尖峰电 压，通过隔离二极管对触发电容充电，当电容两端电压超过600V时，高压放电 管击穿，电容对高压包原边放电，经高压包耦合在副边产生25KV以上的高压， 此高压直接加在金卤灯管的两端，将立即启动金卣灯开始工作。因此，本实用 新型电子镇流器可以在金卤灯工作时起到镇流作用，并且能够加快金卣灯的启 动过程。它具有体积小、重量轻、效率高、能实现金卣灯快速启动等优点，其 重量是现有电感式镇流器的五分之一，效率高达85%。釆用单端反激式升压电路, 轻载时产生的600V以上的尖峰电压对高压触发电容充电，缩小了传统高压包的 体积。单片机通过电阻R3、 R4、 R5采样全桥逆变器的输入电压和输入电流，可 以估算出当前灯功率，并与设定值比较，然后调节DC-DC变换器的P丽脉宽， 进行恒功率控制，从而延长了金卤灯的使用寿命。
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型IOW小功率金卣灯电子镇流器由整流电路(输入 滤波及极性保护电路)、直流升压电路、低频全桥逆变电路、高压点火电路(也 即高压触发电路)以及控制电路五大部分组成。1、 直流升压电路金卤灯稳态额定灯功率仅为IOW，为此可选电路结构简单、元件少的单端反 激式升压电路。该部分电路主要由高频变压器L,开关管M2， 二极管D2，滤波 电容C4组成。为使金卤灯启动时获得较大功率，达到快速启动之目的，可釆用 二种方法 一种是加宽升压电路的控制脉冲，这种方法控制电路简单，但长时 间宽脉冲驱动，易造成开关管损坏；另一种方法是釆用变频启动，即启动时降 低开关频率，从而获得大功率启动，本实用新型釆用变频法。2、 低频全桥逆变电路金属卤化物灯启动时易熄灭，稳态时易发生声频共振，另外国产汽车金卤 灯的一致性还较差，因此本实用新型釆用全桥式逆变电路，它主要由M" M4, M5, M6构成桥式逆变电路，由单片机ICi产生两路逆变脉冲，由IC3, IC,驱动放大，稳态时的逆变频率为400HZ。3、 高压点火电路(即高压触发电路)金卣灯冷态时点火电压需5KV左右，热态时点火电压在22KV左右，为了产 生22KV高压，目前常用的在升压变压器L的副边加升压线圈，或者用二级独立的变压器构成点火电路，这二种方法的缺点是，增加了电路的复杂性和升压变 压器L的体积。我们知道，单端反激式变换器在负载开路状态将会在每个开关周期的开关瞬间形成很高的尖峰电压，因此，本电路利用这个尖峰电压脉冲 (>600V)，通过电容Cs、 03对(:6充电，当电容C6上电压达到600V左右时，气体 放电管D4击穿，从而在变压器T2原边加上一个600V电压，通过变压器耦合，在 其副边产生一个22KV以上的脉冲电压。4、 控制电路控制电路除产生二路低频全桥逆变脉冲和一路升压电路用的高频脉冲外， 还须完成输入欠压过压保护、输出开路、输出短路保护等功能，为此我们选用 一片Freescale公司的单片机完成有关计算和控制。Ri、 112主要用于输入电池电 压采样，R3、 R,主要用于逆变桥直流输入电压采样，R5主要用于逆变桥直流输入 电流釆样，IC2、 IC3、 IC4用于脉冲驱动。灯功率主要根据逆变桥输入电压V。, 和输入电流1。f的反馈值决定，即PL=V。fXI。f，当灯功率PL超过设定功率上限 11W时，升压变换器开关管M2栅极控制脉冲的宽度变小，当灯功率Pd氐于设定 功率下限9W时，脉冲宽度变大。5、 输入滤波及极性保护电路为了防止电子镇流器工作时，尤其在启动瞬间对汽车上的其它电子设备产 生干扰，由L" L2， C" C2， C3构成低通滤波电路，MOS管M!主要用于输入端极性反接保护。
权利要求1、小功率金卤灯电子镇流器，其特征在于，它包括直流升压电路、整流电路、全桥逆变电路、高压触发电路和控制电路，整个电路都由一片单片机控制，该单片机产生所述直流升压电路的PWM控制脉冲和所述全桥逆变器的低频控制脉冲。
2、 如权利要求l所述的小功率金卣灯电子镇流器，其特征在于，所述直流 升压电路釆用单端反激式升压电路，由高频变压器T"开关管M2、 二极管02和 滤波电容C^相连而成。
3、 如权利要求1或2所述的小功率金卣灯电子镇流器，其特征在于，所述 单片机通过电阻R3、 R4、 R5分别与所述全桥逆变电路的两端相连。
4、 如权利要求l或2所述的小功率金卤灯电子镇流器，其特征在于，所述 整流电路由L1、 L2、 Cl、 C2、 C3构成低通滤波电路，由M0S管Mi构成输入端极 性反接保护电路。
专利摘要本实用新型公开了一种小功率金卤灯电子镇流器，包括直流升压电路、整流电路、全桥逆变电路、高压触发电路和控制电路，整个电路都由一片单片机控制，由单片机产生直流升压电路的PWM控制脉冲和全桥逆变器的低频控制脉冲。它具有体积小、重量轻、效率高、能实现金卤灯快速启动等优点。
文档编号H05B41/02GK201114931SQ200720112860
公开日2008年9月10日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者朱忠明 申请人:嘉兴市光泰照明有限公司