专利名称：压电陶瓷电子镇流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子镇流器，尤其是一种电子镇流器的改进，属 于开关电源技术领域。
技术背景镇流器，是常用气体放电灯灯具不可缺少的启辉器件。电子镇流 器一改传统电感镇流器体积笨重、容易产生噪音、耗电较多、总体光 效不够高、不节能的缺点，成为发展迅速的节能替代产品。电子镇流器不仅种类繁多，而且改进层出不穷。例如申请号为200610045836. 9、 名称为《高强度气体放电灯用电子镇流器》的中国发明专利即公开了 一种高强度气体放电灯用电子镇流器。它由抗干扰无源滤波器、桥式 整流电路、无源功率因数校正电路、半桥式高频变换电路及LC串联 谐振电路/驱动电路构成。虽然与传统镇流器相比，该专利的电子镇 流器具有诸多优点，但其电路构成相对较为复杂，其中含有可靠性较 差的电解电容等电子器件，导致该专利电子镇流器耐高温性能较差， 成本也4交高。压电陶瓷，具有在机械激发或者交流电激发作用下，产生交流高 压的特性，因此在电子打火机、冷阴极荧光灯管背光电源上均有应用。 然而未发现应用于镇流器上，虽然申请号为93212552.2、名称为《遥 控节能日光灯》的中国专利申请中遥控的讯号发生器提及了压电陶 瓷，但并未将其应用于镇流器。 发明内容本发明的目的在于针对以上现有技术存在的缺点和不足，提出 一种电路较简单、体积较小巧、成本较经济的压电陶瓷电子镇流器。为了达到以上目的，本发明的压电陶瓷电子镇流器技术方案之一为包括压电陶瓷，所述压电陶瓷的两输入端接预定频率的交流电源， 所述压电陶瓷的两输出端之间接串联电感器件和电容器件，所述电容 器件的两端分别引出接气体放电灯具的第一接灯端(M)和第二接灯 端(N)。使用时，将气体放电灯具的两端分别接上述第一接灯端(M)和 第二接灯端(N),使之与电容器件并联。工作时，交流电源输入压电 陶瓷的两输入端后激励压电陶瓷，由两输出端升压输出，激励谐振电 感与电容器件发生串联谐振，引发电容器件两端产生品质因数Q倍的 进一步升压，使与之并联的气体放电灯泡内电极之间发生放电，并由 电感器件限制电弧电流(即气体放电灯电流)。转入正常工作后，由 于气体放电灯的放电电弧是负电阻性等离子短电弧，因此气体放电灯 具两端的电压很低，破坏了谐振启辉电路的谐振条件，电容器件退出 工作，转化为电感器件 一 一 气体放电灯泡内阻的串联交流电路。为了达到以上目的，当需要更高的输出倍压时，本发明的压电陶 瓷电子镇流器技术方案之二为包括两级压电陶资，第一级压电陶乾 的两输入端接交流电源；所述第一级压电陶资两输出端中的第一输出 端通过串联电感器件和电容器件接第二级压电陶瓷的第一输出端，同 时还经所述电感器件后通过触发器件接第二级压电陶资的第一输入 端；所述触发器件的转折电压介于所述气体放电灯具的启辉电压和工 作电压之间；所述电感器件与电容器件之间的接点作为用于接气体放 电灯具的第一接灯端；所述第一级压电陶瓷两输出端中的第二输出端 同时接第二级压电陶瓷的第二输入端和其第二输出端，所述第二级压电陶瓷的第二输出端作为用于接气体放电灯具的第二接灯端。工作时，交流电源输入第一级压电陶瓷后，；故升压输出，由于此时气体放电灯具未启辉点亮而相当于开路，所以两端电压将大于触发 器件的转折电压，第二级压电陶瓷因输入端加载电压，而在其输出端 产生启辉高压，经与电感器件谐振的触发电容使灯具启辉点亮。之后， 由于灯具两端电压小于触发器件的转折电压，因此第二压电陶瓷退出 工作，只有第一压电陶瓷的输出电流保持灯具点灯。由此可见，本发明以切实可行的技术方案，合理巧妙的采用压电 陶瓷与谐振电路有机结合，实现了气体放电灯的镇流器功能。压电陶 瓷不仅具有较高可靠性和耐高温的优势，而且可以使整个镇流器实现 超薄、超轻化，成本也比较经济。与现有技术相比，具有突出的实质 性特点和显著的进步。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。 图1为本发明实施例一的电路原理图。图2为本发明实施例二的电路原理图。图3为本发明实施例三的电路原理图。图4为本发明实施例四的电路原理图。
具体实施方式
实施例一本实施例的压电陶瓷电子镇流器如图l所示，AC/AC正弦波功率 模块(TWA100-XX-XX系列)作为输出预定频率的交流电源，压电陶 瓷的两输入端A和B分别接AC/AC正弦波功率模块的两输出端，压电 陶瓷的两输出端Ll和L2之间串联电感L和电容CJ构成的谐振启辉 电路，电容CJ的两端分别引出接气体放电灯具的第一接灯端(M)和 第二接灯端(N)，接气体放电灯泡HID。工作时，交流电源输入压电陶瓷的两输入端后，由两输出端升压输出，激励电感与电容器件发生串联谐振，引发电容器件CJ两端产生数倍的进一步升压，触发与之并联的气体放电灯具内电极之间发生 放电，并由电感器件限制电弧电流，从而使气体放电灯具在既得到稳 流又保持稳定电弧的情况下正常工作。由于转入正常工作的气体放电 灯具内的电弧是负电阻性的等离子短电弧，所以其两端的电压降低， 破坏了上述电感与电容器件的串联谐振，结果电容器件退出工作，转 化为电感器件——气体放电灯具的串联交流电路。此外，由于交流电路灯具的电流频率^f艮高，所以电感器件的感抗 可以4艮小，同时由于压电陶瓷输出端不同于传统的发电才几电源，也不 同于变压器绕组的电压电源，因此具有理想的受控性能。 实施例二本实施例的压电陶资电子镇流器如图2所示，与实施例一基本相 同，不同之处是电源采用直流，经过DC/AC模块(TWA100-XX-XX系 列)后，输出满足压电陶瓷的高频交流电源，提供给第一级压电陶瓷 ZH的输入端A-B。其使用效果和优点基本相同，不另赘述。 实施例三本实施例的压电陶瓷电子镇流器如图3所示，第一级压电陶瓷 ZH的两输入端A-B分别接作为交流电源的DC/AC开关电源模块 (T丽100-XX-XX系列)的两输出端OUT,该模块可以将低压直流可充 电池EIN输入+IN和-IN的12V (或24V、 36V、 48V)电源转换成交流 正弦波输出。第一级压电陶瓷ZH的两输出端中，第一输出端L1通过 串联电感L和电容CJ接第二级压电陶瓷ZJ的第一输出端H2,同时 第一输出端Ll还经电感L后通过触发管TVS接第二级压电陶瓷ZJ的 第一输入端C,该触发管的转折电压介于气体放电灯具HID的启辉电 压和工作电压之间。电感L与电容CJ之间的接点作为第一接灯端M用于接气体放电灯具HID的一极。第一级压电陶瓷ZH两输出端中的 第二输出端L2同时接第二级压电陶瓷ZJ的第二输入端D和其第二输 出端H1，该第二级压电陶资的第二输出端HI作为第二接灯端N，用 于接气体放电灯具HID的另一极。这样，12V(或24V、 36V、 48V)低压直流可充电池EIN经DC/AC 开关电源模块后，输出满足压电陶瓷所需的数十伏、高频(数万赫兹 为宜)交流正弦波，提供给第一级压电陶瓷ZH的输入端A-B,经该 压电陶瓷升压后，由其输出端H1-H2输出高达数千伏的交流电，经电 感L限流维持点亮气体放电灯。在气体放电灯具HID未点亮之前，HID 相当于开路，所以其两端电压大于触发管TVS的转折电压。启辉用的 第二级压电陶瓷Z J输入端C-D得到第 一级输出的电压，驱动Z J输出 端H1-H2产生启辉高压，在触发电容CJ的作用下使HID启辉。之后， HID灯工作，其两端电压小于TVS的转折电压，第二级压电陶瓷ZJ 退出工作，HID灯由第一级压电陶资ZH输出的高压经电感L限流后 保持灯具发光。实验证明，本实施例的两级压电陶瓷不仅可以相互配合，既产生 足够的高压保证气体放电灯放电点亮，又可维持其正常照明，而且其 前级驱动与后级负载之间具有电隔离效能，可以消除前后级电磁干 扰，切实可行，可以充分发挥压电陶瓷的耐温优势，做出超薄、超轻、 耐高温的压电陶资HID灯电子镇流器，在体积、重量、可靠性、价格 等方面均比现有同类产品更有优势。 实施例四本实施例的压电陶瓷电子镇流器与实施例三基本相同，如图4所 示，不同之处是电源直接采用市电，经过AC/AC正弦波功率模块 (TWA100-XX-XX系列)后，输出满足压电陶资的高频交流正弦波，提供给第一级压电陶瓷ZH的输入端A-B。其使用效果和优点基本相 同。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如压电陶瓷 既可以是单晶片，也可以是多晶片；既可以是单层压电陶瓷，也可以 是多层压电陶瓷；既可以为对称型，也可以为非对称型。凡是用等同 替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
权利要求
1、压电陶瓷电子镇流器，包括压电陶瓷，其特征在于所述压电陶瓷的两输入端接预定频率的交流电源，所述压电陶瓷的两输出端之间接串联电感器件和电容器件，所述电容器件的两端分别引出接气体放电灯具的第一接灯端(M)和第二接灯端(N)。
2、 根据权利要求1所述压电陶瓷电子镇流器，其特征在于所 述输入电源由低压直流可充电池接DC/AC开关电源模块构成。
3、 根据权利要求1所述压电陶瓷电子镇流器，其特征在于所 述输入电源由市电接AC/AC正弦波功率模块构成。
4、 根据权利要求2或3所述压电陶瓷电子镇流器，其特征在于 所述压电陶资为单晶片压电陶资。
5、 根据权利要求2或3所述压电陶瓷电子镇流器，其特征在于 所述压电陶瓷为多晶片压电陶瓷。
6、 压电陶资电子镇流器，包括压电陶资，其特征在于所述压 电陶瓷有两级，第一级压电陶瓷的两输入端接交流电源；所述第一级 压电陶瓷两输出端中的第一输出端通过串联电感器件和电容器件接 第二级压电陶瓷的第一输出端，同时还经所述电感器件后通过触发器 件接第二级压电陶瓷的第 一输入端；所述触发器件的转折电压介于所述气体放电灯具的启辉电压和工作电压之间；所述电感器件与电容器 件之间的接点作为用于接气体放电灯具的第一接灯端；所述第一级压 电陶瓷两输出端中的第二输出端同时接第二级压电陶瓷的第二输入 端和其第二输出端，所述第二级压电陶瓷的第二输出端作为用于接气体放电灯具的第二接灯端。
7、 根据权利要求6所述压电陶瓷电子镇流器，其特征在于所述触发器件为触发管。
8、 根据权利要求7所述压电陶资电子镇流器，其特征在于所 述压电陶瓷为单晶片压电陶瓷。
9、 根据权利要求8所述压电陶瓷电子镇流器，其特征在于所 述压电陶瓷为多晶片压电陶瓷。
全文摘要
本发明涉及压电陶瓷电子镇流器，属于开关电源技术领域。该镇流器中包括压电陶瓷，所述压电陶瓷的两输入端接预定频率的交流电源，所述压电陶瓷的两输出端之间接由串联电感器件和电容器件构成的谐振启辉电路，所述电容器件的两端分别引出接气体放电灯具的第一接灯端(M)和第二接灯(N)端。本发明以切实可行的技术方案，采用压电陶瓷实现了镇流器的功能，压电陶瓷则不仅具有可靠性高、耐高温的优势，同时前级驱动与后级负载之间电隔离，能有效降低前后级电磁干扰。而且可以使整个镇流器实现超薄、超轻化，成本也十分经济。
文档编号H05B41/14GK101232763SQ20081002063
公开日2008年7月30日 申请日期2008年2月18日 优先权日2008年2月18日
发明者王桂光, 王桂风, 同 甘 申请人:深圳唐微科技发展有限公司