专利名称：高压气体放电灯电子镇流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电器领域，尤其涉及高压气体放电灯HID，具体是一种高压气体放电灯电子镇流器。
背景技术：
高压气体放电灯(HID)镇流器提供的电源用于点亮HID灯。这种电源的工作频率可以是低频也可以高频，如果采用低频电源，其工作频率一般为100-400HZ，这种低频HID 灯电子镇流器技术复杂程度高，效率低，性价比低，市场推广难度大。如果采用高频电源，其工作频率一般为20-100KHZ，如采用某一固定频率，例如 50Hz对HID灯供电，HID灯在这一个固定频率的高频电源供电情况下会出现放电电弧不稳定的现象，这称为“声共振”(也称音频共振)现象是需要避免的。电弧不稳往往引起熄弧， 随电压升高，HID灯电流会急剧增大，最终导致镇流器和灯损坏。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种高压气体放电灯电子镇流器，所述的这种高压气体放电灯电子镇流器要解决现有技术中镇流器对高频HID灯采用固定频率供电，容易出现灯光抖动甚至烧毁灯管及镇流器的技术问题。本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的其特征在于其包括交-直流变压器、有源功率因数校正电路、时间开关信号发生器、跳频信号发生器、驱动桥电路和高压气体放电灯启动器，交-直流变压器的输出端与有源功率因数校正电路相连，有源功率因数校正电路的输出端与驱动桥电路和高压气体放电灯启动器相连，交-直流变压器的输出端通过降压电阻与时间开关信号发生器相连，时间信号发生器的信号输出端通过第二降压电阻与跳频信号发生器相连，跳频信号发生器的输出端通过一个隔直流电容和第一升压变压器与驱动桥电路相连，驱动桥电路的输出端与高压气体放电灯启动器相连，所述时间开关信号发生器包括555定时器，555定时器的第六号引脚与地之间设有第三电容，555定时器的第七号引脚和第六号引脚之间设有第三电阻，所述跳频信号发生器包括NPN三极管、 集电极电阻、变容二极管、第四电容、第五电容、反馈电阻、方波振荡器和稳压管，变容二极管两端反接于集电极电阻和地之间，第五电容并联于变容二极管两端，变容二极管的负极端通过第四电容与方波振荡器的输入端相连，交-直流变压器的输出端通过降压电阻与方波振荡器的电源端相连，方波振荡器的反馈端通过反馈电阻与方波振荡器输入端相连，方波振荡器输出端通过隔直流电容与第一升压变压器的初级线圈相连，该第一升压变压器的次级线圈接入驱动桥电路的桥臂内，高压气体放电灯启动器包括第七电容、第八电容、第八电阻、硅双向开关和第二升压变压器，第七电容设于第八电阻和驱动桥电路的输出端之间， 有源功率校正电路的输出端通过第九电阻与第七电容和第八电阻的连接点相连，该连接点与高压气放电灯的一端相连，第八电阻和硅双向开关相串联，硅双向开关的另一端接入第二升压变压器的初级线圈，第八电容一端连接于第八电阻和硅双向开关之间，第八电容另一端与地相连，第二升变压器一端与地相连，第二升变压器次级线圈的输出端与高压气体放电灯另一端相连。方波振荡器包括六非门电路，该六非门路中包括六个非门，方波振荡器的输入端输入到第一非门，反馈电阻连接于第二非门的输出端和方波振荡器的输入端之间，该输入端与地之间连接所述第四电容和第五电容，第二非门的输出端通过剩余四个非门接到方波振荡器的输出端。驱动桥电路为半桥电路，第一升压变压器中设有第一次级线圈和第二次级线圈， 该第一次级线圈和第二次级线圈分别接入半桥电路的两个桥臂中，半桥电路的第一桥臂由第一功率MOS管、第四电阻、第五电阻、第四二极管和第一次级线圈构成，第四电阻和第五电阻相串联，其串联支路与第一次线圈并联构成分压电路，第四电阻与第五电阻的连接点与第一功率MOS管的栅极相连，第四二极管反接并联于第四电阻两端，半桥电路的第二桥臂由第二功率MOS管、第六电阻、第七电阻、第五二极管和第二次级线圈构成，第六电阻和第七电阻相串联，其串联支路与第二次级线圈并联构成分压电路，第六电阻和第七电阻的连接点与第二功率MOS管的栅极相连，第五二极管反接并联于第六电阻两端，第一功率MOS 管的漏极与有源功率因数校正电路的输出端相连，第二功率MOS管的源极与地相连，第一功率MOS管的源极和第二功率MOS管的漏极相连接、并构成半桥驱动电路的输出端。555定时器的第四号引脚和第八号引脚与降压电阻相连接，该连接点与地之间设第一稳压管，该连接点与方波振荡器的电源端相连，方波振荡器的电源端与地之间设有第三稳压管。有源功率因数校正电路包括功率因数校正控制芯片L6562、升压变压器、高速开关二极管和功率MOS管。本实用新型和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本实用新型中采用变容二极管和方波振荡电路，使得方法振荡电路的输出信号在高频范围内其频率是跳变的，且跳到一个频率处是处于一个窄带频谱区域，其跳变次数可由时间开关信号发生器控制与HID 的工作频率范围相符，这样当HID灯在某一高频频率上还未形成“声共振”时HID电子镇流器的输出信号频率已跳变到另一高频率上，这样有效防止高频固定频率电源对HID灯供电时容易形成声共振的问题。
图1是本实用新型的原理框图。图2是本实用新型的电气原理图。图3是本实用新型的方波振荡器电气原理图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1、图2和图3所示，在本实施例中，该电子镇流器包括交-直流变压器U3、有源功率因数校正电路U4、时间开关信号发生器、跳频信号发生器、驱动桥电路和高压气体放电灯启动器，交-直流变压器的输入端为市电220V的交流电，交-直流变压器U3可以采用现有市场销售的AC/DC变压器，其作用是为本电子镇流器提供直流电源，交-直流变压器U3的输出端与有源功率因数校正电路U4相连，该有源功率因数校正电路采用目前常用的以功率校正芯片为核心的功率因数校正电路PFC，本实用新型中有源功率因数校正电路包括功率因数校正控制芯片L6562、升压变压器、高速开关二极管和功率MOS管，具体结构，具体电路可以采用《电子测量与仪器学报》2007年增刊第183-186页公开的电路结构，有源功率因数校正电路的输出端与驱动桥电路和高压气体放电灯启动器相连，交-直流变压器的输出端通过降压电阻Rl与时间开关信号发生器相连，交-直流变压器的输出端与地之间设有滤波电容Cl，时间信号发生器的信号输出端通过第二降压电阻(似)与跳频信号发生器相连，跳频信号发生器的输出端通过一个隔直流电容C6和第一升压变压器Tl与驱动桥电路相连，驱动桥电路的输出端与高压气体放电灯启动器相连，所述时间开关信号发生器包括 555定时器U1，555定时器的第六号引脚与第二号引脚连在一起，555定时器的第六号引脚与地之间设有第三电容C3，555定时器的第七号引脚和第六号引脚之间设有第三电阻R3， 555定时器的第四号引脚和第八号引脚与降压电阻Rl相连接，该连接点与地之间设第一稳压管VD1，该连接点与方波振荡器的电源端相连，方波振荡器的电源端与地之间设有第三稳压管VD3 ；所述跳频信号发生器包括NPN三极管T、集电极电阻R11、变容二极管VD2、第四电容C4、第五电容C5、反馈电阻R12、方波振荡器U2和稳压管VD3，变容二极管两端反接于集电极电阻和地之间，第五电容并联于变容二极管两端，变容二极管VD2的负极端通过第四电容C4与方波振荡器的输入端相连，方波振荡器U2包括六非门电路，该六非门路中包括六个非门，方波振荡器的输入端输入到第一非门，反馈电阻连接于第二非门的输出端和方波振荡器的输入端之间，该输入端与地之间连接所述第四电容和第五电容，第二非门的输出端通过剩余四个非门接到方波振荡器的输出端，按照图3所示的连接方式进行内部线路连接后，可以将其封装起来，交-直流变压器U3的输出端通过降压电阻Rl与方波振荡器U2的电源端相连，对方波振荡器供电，方波振荡器的反馈端通过反馈电阻R12与方波振荡器输入端相连，方波振荡器输出端通过隔直流电容C6与第一升压变压器Tl的初级线圈相连，该第一升压变压器的次级线圈接入驱动桥电路的桥臂内，驱动桥电路为半桥电路，第一升压变压器Tl中设有第一次级线圈和第二次级线圈，该第一次级线圈和第二次级线圈分别接入半桥电路的两个桥臂中，半桥电路的第一桥臂由第一功率MOS管VT1、第四电阻R4、第五电阻R5、第四二极管D4和第一次级线圈构成，第四电阻和第五电阻相串联，其串联支路与第一次线圈并联构成分压电路，第四电阻与第五电阻的连接点与第一功率MOS管VTl的栅极相连，以控制VTl的通断，第四二极管D4反接并联于第四电阻两端，在VTl断开时构成放电回路以免瞬时高压烧毁R4和R5 ；半桥电路的第二桥臂由第二功率MOS管VT2、第六电阻 R6、第七电阻R7、第五二极管D5和第二次级线圈构成，第六电阻和第七电阻相串联，其串联支路与第二次级线圈并联构成分压电路，第六电阻和第七电阻的连接点与第二功率MOS管 VT2的栅极相连，以控制VT2的通断，第五二极管D5反接并联于第六电阻两端，在VT2断开时构成放电回路以免瞬时高压烧毁R6和R7，第一功率MOS管VTl的漏极与有源功率因数校正电路的输出端相连，第二功率MOS管VT2的源极与地相连，第一功率MOS管的源极和第二功率MOS管的漏极相连接、并构成半桥驱动电路的输出端，给高压气体放电灯启动器供电；高压气体放电灯启动器包括第七电容C7、第八电容C8、第八电阻R8、硅双向开关VD4和第二升压变压器T2，第七电容C7设于第八电阻R8和驱动桥电路的输出端之间，有源功率校正电路的输出端通过第九电阻R9与第七电容C7和第八电阻C8的连接点相连，该连接点与高压气放电灯LU的一端相连，第八电阻R8和硅双向开关VD4相串联，硅双向开关的另一端接入第二升压变压器T2的初级线圈，第八电容C8 —端连接于第八电阻R8和硅双向开关 VD4之间，第八电容C8另一端与地相连，第二升变压器一端与地相连，第二升变压器次级线圈的输出端与高压气体放电灯另一端相连，第二升变压器的中间引出端与地之间的绕组构成其初级线圈，其初级线圈与次级线圈的匝数比为1:15 1:20。HID灯启动时需要的电压较高，这时由驱动桥电路产生启动脉冲使硅双向开关VD4导通，再通过第二升变压器使HID灯启动，当HID灯正常发光时其两端的电压大致为80V，此时硅双向开关VD4断开，由有源功率校正电路通过第九电阻分压后对HID灯供电。本实用新型工作时供电电源频率跳变量(频偏)由第三电容C3决定，一般C3取 20nF即可对50KHz的供电电源产生广2KHz的频偏；而跳到某个频率所处的窄带频率区域的变容二极管的电容量变化值决定，这是由三极管T的上升沿和下降沿特性决定的。当然方波振荡器也可以分立的非门组合构成。
权利要求1.一种高压气体放电灯电子镇流器，其特征在于其包括交-直流变压器、有源功率因数校正电路、时间开关信号发生器、跳频信号发生器、驱动桥电路和高压气体放电灯启动器，交-直流变压器的输出端与有源功率因数校正电路相连，有源功率因数校正电路的输出端与驱动桥电路和高压气体放电灯启动器相连，交-直流变压器的输出端通过降压电阻 (Rl)与时间开关信号发生器相连，时间信号发生器的信号输出端通过第二降压电阻(R2) 与跳频信号发生器相连，跳频信号发生器的输出端通过一个隔直流电容(C6)和第一升压变压器(Tl)与驱动桥电路相连，驱动桥电路的输出端与高压气体放电灯启动器相连，所述时间开关信号发生器包括555定时器(Ul)，555定时器的第六号引脚与地之间设有第三电容(O)，555定时器的第七号引脚和第六号引脚之间设有第三电阻(R3)，所述跳频信号发生器包括NPN三极管(T)、集电极电阻(R11)、变容二极管(VD2)、第四电容(C4)、第五电容 (C5)、反馈电阻(R12)、方波振荡器(U2)和稳压管(VD3)，变容二极管两端反接于集电极电阻和地之间，第五电容并联于变容二极管两端，变容二极管(VD2)的负极端通过第四电容 (C4)与方波振荡器的输入端相连，交-直流变压器的输出端通过降压电阻(Rl)与方波振荡器的电源端相连，方波振荡器的反馈端通过反馈电阻与方波振荡器输入端相连，方波振荡器输出端通过隔直流电容(C6)与第一升压变压器(Tl)的初级线圈相连，该第一升压变压器的次级线圈接入驱动桥电路的桥臂内，高压气体放电灯启动器包括第七电容(C7)、第八电容(C8)、第八电阻(R8)、硅双向开关(VD4)和第二升压变压器(T2)，第七电容设于第八电阻和驱动桥电路的输出端之间，有源功率校正电路的输出端通过第九电阻(R9)与第七电容 (C7)和第八电阻(C8)的连接点相连，该连接点与高压气放电灯(LU)的一端相连，第八电阻 (R8)和硅双向开关(VD4)相串联，硅双向开关的另一端接入第二升压变压器的初级线圈，第八电容(C8) —端连接于第八电阻(R8)和硅双向开关(VD4)之间，第八电容(C8)另一端与地相连，第二升变压器一端与地相连，第二升变压器次级线圈的输出端与高压气体放电灯另一端相连。
2.如权利要求1所述的高压气体放电灯电子镇流器，其特征在于方波振荡器包括六非门电路，该六非门路中包括六个非门，方波振荡器的输入端输入到第一非门，反馈电阻连接于第二非门的输出端和方波振荡器的输入端之间，该输入端与地之间连接所述第四电容和第五电容，第二非门的输出端通过剩余四个非门接到方波振荡器的输出端。
3.如权利要求2所述的高压气体放电灯电子镇流器，其特征在于驱动桥电路为半桥电路，第一升压变压器(Tl)中设有第一次级线圈和第二次级线圈，该第一次级线圈和第二次级线圈分别接入半桥电路的两个桥臂中，半桥电路的第一桥臂由第一功率MOS管(VT1)、 第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第四二极管(D4)和第一次级线圈构成，第四电阻和第五电阻相串联，其串联支路与第一次线圈并联构成分压电路，第四电阻与第五电阻的连接点与第一功率MOS管的栅极相连，第四二极管反接并联于第四电阻两端，半桥电路的第二桥臂由第二功率MOS管(VT2)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第五二极管(D5)和第二次级线圈构成，第六电阻和第七电阻相串联，其串联支路与第二次级线圈并联构成分压电路，第六电阻和第七电阻的连接点与第二功率MOS管的栅极相连，第五二极管反接并联于第六电阻两端，第一功率MOS管的漏极与有源功率因数校正电路的输出端相连，第二功率MOS管的源极与地相连，第一功率MOS管的源极和第二功率MOS管的漏极相连接、并构成半桥驱动电路的输出端。
4.如权利要求3所述的高压气体放电灯电子镇流器，其特征在于555定时器的第四号引脚和第八号引脚与降压电阻(Rl)相连接，该连接点与地之间设第一稳压管(VD1)，该连接点与方波振荡器的电源端相连，方波振荡器的电源端与地之间设有第三稳压管(VD3)。
5.如权利要求4所述的高压气体放电灯电子镇流器，其特征在于有源功率因数校正电路包括功率因数校正控制芯片L6562、升压变压器、高速开关二极管和功率MOS管。
专利摘要一种高压气体放电灯电子镇流器，包括交-直流变压器、有源功率因数校正电路、时间开关信号发生器、跳频信号发生器、驱动桥电路和高压气体放电灯启动器，交-直流变压器的输出端与有源功率因数校正电路相连，有源功率因数校正电路的输出端与驱动桥电路和高压气体放电灯启动器相连，时间信号发生器的信号输出端与跳频信号发生器相连，跳频信号发生器的输出端与驱动桥电路相连，驱动桥电路的输出端与高压气体放电灯启动器相连。本实用新型中采用变容二极管和方波振荡电路，使得方法振荡电路的输出信号在高频范围内其频率是跳变的，且跳到一个频率处是处于一个窄带频谱区域，有效防止高频固定频率电源对HID灯供电时容易形成声共振的问题。
文档编号H05B41/292GK202014408SQ20112012577
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月26日 优先权日2011年4月26日
发明者庞保堂 申请人:郑州绿士达节能科技有限公司