专利名称：氙气灯高频电子镇流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子镇流器技术领域，更具体地说是涉及一种应 用于氙气灯上的高频电子镇流器。
背景技术：
HID (High Intensity Discharge)高压气体放电灯，亦称氤气灯，它 的工作原理是在(UV-CUT)抗紫外线水晶石英玻璃管内，以氙气 (XENON)与碘化物等惰性气体填充，然后经过镇流器将普通民用市 电经高频转换并瞬间增压至23000V左右的脉冲电能，经过高压脉冲电 能激发石英管内的氙气电子游离在两电极之间产生跳电弧光完成点亮 过程。接着提供能自适应灯管管压的高频电压维持氙气灯管正常发光。 HID高压气体放电灯的色温非常宽，达2700 18000K，还有彩色光的。 具有很好的照明和穿透力；光效非常高，输出每瓦达到80流明以上， 色温在4300K 6000K的可达到输出每瓦接近100流明或以上。可迎合 全世界都推行的节能理念；自身发热量底，能很好的应用在有特殊要 求的场合。而且使用寿命比传统的卤素灯、白识灯泡更长。
目前市面上使用的(HID)照明系统很大一部份都使用低压直流 电源供电，并只应用在汽车照明和一小部份的工业照明，应用范围非 常窄。就算有一些采用民用市电供电的产品，但目前比较常用的 (HID)照明系统的控制器(镇流器)都使用低频方波输出，这样就 存在电路比较复杂，要使用的元件非常多，这种情况下，这类照明系 统的控制器(镇流器)的造价都很高昂，体积也偏大。在一般民用照明场合是很难被接受的，在推广应用上造成很大的制约。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了解决现有技术之不足而提供一种适 用范围广、造价低、小体积、髙效节能、高稳定、高安全性，能很好 的使用在民用场合的氙气灯高频电子镇流器。
本实用新型是采用如下技术解决方案来实现上述目的 一种氤气灯高 频电子镇流器，其特征在于，它包括依次连接设置的主要由功率晶体管 组成的整流滤波电路、高频自激振荡的半桥开关电路及保护电路、主 要由扼流电感及电容组成的耦合电路以及超高压脉冲启动电路，整流 滤波电路中设置有电容并接在功率晶体管的集电极与发射极两端。
作为上述方案的进一步说明，所述整流滤波电路包括由四个二极管 组成的全桥电路以及连接于该全桥电路输出端的电解电容EC1，该滤波
电路输出0~300V的直流电源。
所述半桥开关电路由晶体管Q1、 Q2及外围元件组成，其保护电 路由可控硅T1、电解电容EC2、 二极管D9、 D10以及电阻R7、 R8、 R9、 R10连接组成，电阻R7连接可控硅Tl ， Q2的发射极依次连接二 极管D9、电阻R8，经过电解电容EC2滤波和延时，经R10触发T1 可控硅导通。
所述耦合电路包括扼流电感L3、电容C6、 C7、 C9，由高频自激 震荡的半桥开关电路经电感L3、电容C6、 C7、 C9谐震耦合后形成 65V 450V的高频正玄波交流电源。
所述耦合电路的扼流电感的电感量为可调的，该扼流电感还连接 有扼流圈电感量适时控制电路，该适时控制电路包括控制调节电感状态的继电器RY1、 二极管D12、晶体管Q3、 Q4、电解电容EC3和多
个电阻。
所述超高压启动电路其结构由高压包L2、放电管ZD1，以及二 极管Dll、电阻Rll、电容C8、电阻R12组成，耦合电路的输出端 连接二极管Dll经电阻Rll限流后给电容C8充电，髙压包L2的绕 组N1连接放电管ZD1，驱使该放电管ZD1导通的电压为350V。
本实用新型采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是
1 、本实用新型采用采用高频自激震荡来实现能自适应氙气灯管压 的高频正玄波电能输出，达到无频闪、高效率；采用独特的输出滤波 技术解决方案来实现输出的高频正玄波的失真降到最低，从而使氙气 灯不会出现频闪的现象，更不会出现声共震的致命情况，使得氤气灯 的使用寿命长达到更好的保证。
2、本实用新型的氙气灯高频电子镇流器内设有高可靠的保护装 置，在当氙气灯管因温度过高或因氙气灯管损坏时未能正常点亮会在 两秒内自动关断输出，同时内部电路停止工作；在输入电压过高或过 低时因工作电流的变化内部电路也会在两秒内停止工作，从而达到高 安全性。
3、本实用新型的氙气灯高频电子镇流器内部还设有超高压启动电 路，保证每次打开都能正常点亮氤气灯，在靝气灯正常点亮后本电路 就即时停止工作，即使点亮失败，超高压启动电路也会在两秒内停止 工作，避免造成高压击伤的危害，达到安全可靠的目的。
4、本实用新型还设有提髙氙气灯灯管热态时启动性能的专用电 路，从而达到让氮气灯高频电子镇流器完美的实现热启动功能，拓宽氙气灯高频电子镇流器的适用范围，让其能更好的使用在民用场合， 因为该高频电子镇流器可使用普通民用市电供电，这样对推广使用带 来很大的便利。
图1为本实用新型的HID氤气灯高频镇流器流程及结构示意图2为本实用新型的HID氤气灯高频镇流器原理图3a为加入电容前的HID氤气灯高频镇流器滤波示意电路图3b为加入电容后的HID氙气灯高频镇流器滤波示意电路图4为本实用新型的HID氤气灯高频镇流器的保护电路图5为本实用新型的HID氙气灯高频镇流器的高压启动电路图6为HID氙气灯高频镇流器灯管热态时启动辅助电路图。
附图标记说明1、整流滤波电路2、半桥开关电路3、保护电
路4、耦合电路5、超高压脉冲启动电路
具体实施方式
如图l、图2所示，本实用新型一种氤气灯高频电子镇流器，它包括 依次连接设置的主要由功率晶体管组成的整流滤波电路1、高频自激振 荡的半桥开关电路2及保护电路3、主要由扼流电感及电容组成的耦 合电路4以及超高压脉冲启动电路5。
整流滤波电路1包括由四个二极管组成的全桥电路以及连接于该全 桥电路输出端的电解电容EC1，该滤波电路输出0 300V的直流电源。 半桥开关电路2由晶体管Q1、 Q2及外围元件组成，其保护电路3由 可控硅T1、电解电容EC2、 二极管D9、 D10以及电阻R7、 R8、 R9、 R10连接组成，如图4。具体工作原理由晶体管Q2发射极的对地电阻取样，该电阻因在工作时流过的电流大小两端的电压差也在变
化。二极管D9是采用锗二极管，以达到导通压降低的要求。当取样 点的电压达到一定高时就会通过二极管D9、电阻R8，再经电解电容 EC2滤波和作一定的延时(延时作用于能正常启动点亮HID氙气灯)， 当电压达到一定高是就会经电阻R10触发可控硅Tl导通。二极管 D10在可控硅Tl导通后就近似于直接对地，把通过电阻R6供给晶 体管Q1基极的激励能量吸收掉，达到关断整个高频震荡电路的工作。 电阻R7是提供能量在Tl导通后起一直维持导通的作用，直到关断 后在重新启动后方可停止导通。
本实用新型的HID氙气灯高频电子镇流器采用独特的输出滤波 技术，如图3a所示，本图假设R为HID氙气灯。因HID氙气灯的 启动电压非常高，达23000V以上，两端根本没可能象传统的日光灯 电子镇流器一样在日光灯两端并接电容来起滤波作用。如不作滤波处 理，输出波型将寄变，就近似图下的波型。HID氙气灯因声共震而不 停的闪烁，严重时HID氙气灯还会出现爆灯管的情况。正因为这种 原因，HID氙气灯使用高频电子镇流器作控制器是一道非常难以迈过 的门檻。
为成功的将高频电子镇流器用作HID氤气灯控制器，如图3b的 所示，同样本实施例还是假设R为HID氙气灯，将滤播电容放在高 压包和谐震电感以前，同样具有滤波的作用，本实施例是将电容并接 在功率晶体管的集电极与发射极两端，如图中的C1、 C3。采用该独
特的输出滤波技术后，氙气灯(HID)不会出现频闪的现象，更不会 出现声共震的致命情况，实测输出带负载后的电压波型近似图下的波型。
同时因高频电子镇流器在氙气灯刚刚被点亮时的功率很低，为稳 定后的l/3左右。这种情况下，有时可能会出现在氙气灯灯管热态时 点亮失败。针对上述情况，本实用新型是将一组能在氙气灯刚启动时 提高一定功率并延时一定时间的电路，如图6所示，它将高频电子镇
流器内部的扼流电感的电感量做成可调的，在加入由继电器RY1、 二极管D12、晶体管Q3、 Q4、电解电容EC3和一些相关元件组成的 适时控制电路作适时调整。刚开启时，控制电路使RY1继电器吸合 一定的时间。在RY1继电器吸合的情况下L1电感的电感量被相对的 调低，从而达到继电器吸合过程中功率会按一定要求提高，达到氙气 灯灯管热态时启动顺利的目的。
本实用新型的HID氙气灯高频镇流器的超高压启动电路5,如图5 所示，其结构由高压包L2、放电管ZD1，以及二极管Dll、电阻Rll、 电容C8、电阻R12组成，工作原理IN端输入的髙频正玄波交流电 源经二极管Dll整流后再经电阻Rll限流后给电容C8充电，当电容 两端的电压达到350V时通过高压包绕组N2使放电管ZD1导通，将 电容C8的能量瞬间放掉，电阻Rll限流后持续给电容C8充电，达 到350V时通过高压包绕组使放电管ZD1导通，周而复始。每个周期 得到一个脉冲电动能，偶合到绕组N2后得到足以点亮HID氙气灯超 高电压的脉冲电能供点亮氙气灯用。当HID氙气灯正常点亮后氙气 灯灯管管压降至85-130V左右，因为放电管ZD1要在300V以上才 可以导通，所以HID氙气灯高频镇流器超高压启动电路在氙气灯正 常点亮后马上停止工作。如图2所示，氙气灯高频镇流器的工作原理为普通民用市电经保 险(FUSE)再由D1 D4 二极管组成的全桥整流为直流后再由EC1 电解滤波成 300V左右的直流电源供后级电路；由Q1、 Q2晶体管及 外围元件组成高频自激震荡的半桥开关电路经L3、 C6、 C7、 C9谐 震偶合后，得到65V 450V并可自适应灯管管压所需的高频正玄波交 流电源。后经由L2、 ZD1为主再加相关的外围元件组成的启动电路 输出供HID氙气灯点亮及维持正常发亮。
使用时，先在镇流器的输出端接上HID氤气灯，再将镇流器的 输入端接通普通的民用交流市电，便可正常点亮发光，可随心所欲的 作开关操作，并可直接替代常规的照明设备。
本实用新型并不局限于上述实施例，所述整流滤波电路中还可以针 对一些要求高的应用场合，加入PFC有源功率因数较正电路，这样 就可把功率因数提高到0.9以上，将谐波降到非常低；同时可实现宽 电压(85V 263V)输入。本领域技术人员还可做多种修改和变化，在 不脱离实用新型的精神下，都在本实用新型所要求保护范围。
权利要求1、一种氙气灯高频电子镇流器，其特征在于，它包括依次连接设置的主要由功率晶体管组成的整流滤波电路、高频自激振荡的半桥开关电路及保护电路、主要由扼流电感及电容组成的耦合电路以及超高压脉冲启动电路，整流滤波电路中设置有电容并接在功率晶体管的集电极与发射极两端。
2、 根据权利要求1所述的氙气灯高频电子镇流器，其特征在于，所 述整流滤波电路包括由四个二极管组成的全桥电路以及连接于该全桥电 路输出端的电解电容EC1，该滤波电路输出0~300V的直流电源。
3、 根据权利要求1所述的氙气灯高频电子镇流器，其特征在于，所 述半桥开关电路由晶体管Q1、 Q2及外围元件组成，其保护电路由可 控硅T1、电解电容EC2、 二极管D9、 D10以及电阻R7、 R8、 R9、 R10连接组成，电阻R7连接可控硅Tl ， Q2的发射极依次连接二极管 D9、电阻R8，经过电解电容EC2滤波和延时，经R10触发T1可控 硅导通。
4、 根据权利要求1所述的氙气灯高频电子镇流器，其特征在于，所 述耦合电路包括扼流电感L3、电容C6、 C7、 C9，由高频自激震荡 的半桥开关电路经电感L3、电容C6、 C7、 C9谐震耦合后形成 65V 450V的高频正玄波交流电源。
5、 根据权利要求1或4所述的氙气灯高频电子镇流器，其特征在于， 所述耦合电路的扼流电感的电感量为可调的，该扼流电感还连接有扼 流圈电感量适时控制电路，该适时控制电路包括控制调节电感状态的 继电器RY1、 二极管D12、晶体管Q3、 Q4、电解电容EC3和多个电
6、根据权利要求1所述的氙气灯高频电子镇流器，其特征在于，所:述超高压启动电路其结构由高压包L2、放电管ZD1，以及二极管D11、 电阻Rll、电容C8、电阻R12组成，耦合电路的输出端连接二极管 Dll经电阻Rll限流后给电容C8充电，高压包L2的绕组Nl连接 放电管ZD1，驱使该放电管ZD1导通的电压为350V。
专利摘要本实用新型公开了一种氙气灯高频电子镇流器，其特征在于，它包括依次连接设置的主要由功率晶体管组成的整流滤波电路、高频自激振荡的半桥开关电路及保护电路、主要由扼流电感及电容组成的耦合电路以及超高压脉冲启动电路，整流滤波电路中设置有电容并接在功率晶体管的集电极与发射极两端。本实用新型能适用普通民用市电供电，可很好的使用在民用场合，这样对推广使用带来很大的便利，从而可对社会带来很大的经济效益，而且关键器件采用大电流、高耐压的晶体管，以及其它高品质的元器件来达到高稳定性，具有造价低、小体积、高效节能、高安全性等优点。
文档编号H05B41/288GK201341265SQ20092004973
公开日2009年11月4日 申请日期2009年1月6日 优先权日2009年1月6日
发明者宁勤顺 申请人:宁勤顺