专利名称：一种高压气体放电灯的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技术产品中的电子镇流器技术领域，具体来说是一种高压气体放电灯的高频电子镇流器。
背景技术：
高压钠灯、金卤灯、陶瓷金卤灯作为目前国际上广泛使用的高效光源，其以节能、高光效等优势，大量取代卤素灯和高压汞灯，镇流器作为高压气体放电灯不可分割的一部分，它决定了高压气体放电灯的品质。
高压气体放电灯镇流器有电子式和电感式两种模式，电子式镇流器以其功耗小、功率恒定、电网污染小、电能利用率高等优势大量取代电感式镇流器。在电子式镇流器中，目前较多使用低频方波驱动模式，而高频驱动模式应用较少，原因是在高频领域中存在声频共振问题，据实验表明，在8-150KH/这一频段发生声频共振的概率很高，但随着频率上升，此种概率越来越低，当工作频率大于最大阶声频时,声频共振的概率趋近于零。为此，本申请人认为，有必要研发一种频率在8-150KHZ以上的高压气体放电灯的高频电子镇流器。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种效率高、可靠性好且电路结构简化的高压气体放电灯的高频电子镇流器，它能有效解决高频状态下启动触发脉冲过大而引起的电极溅射加快的问题。本实用新型的发明目的是这杆实现的一种高压气体放电灯的高频电了镇流器，其特征在于它包括相互电连接的功率半桥逆变电路单元及高频阻抗变换匹配电路单元，功率半桥逆变电路单元与一直流供电输入端连接并由该直流供电输入端供电，高频阻抗变换匹配电路单元并联连接在高压气体放电灯的两端，所述高压气体放电灯的两端还并联连接有闻频脉冲甜位电路单兀。本实用新型所述高压气体放电灯的高频电子镇流器，其作为技术方案的进一步改进，所述高频阻抗变换匹配电路单元内设置有由阻抗电感与阻抗电容串联连接而成的低阻抗串联谐振电路模块，该阻抗电感与阻抗电容同时也并联连接成高阻抗串联谐振电路模块。进一步来说，上述高压气体放电灯的高频电了镇流器，所述低阻抗串联谐振电路模块与功率半桥逆变电路单元之间设置有连接电容。对于以上任意一种技术方案所述高压气体放电灯的高频电子镇流器，所述功率半桥逆变电路单元包括有两个半桥逆变模块。优选地，所述高压气体放电灯的高频电子镇流器，所述半桥逆变模块包括有场效应管，所述场效应管与直流供电输入端连接并由该直流供电输入端供电。本实用新型与现有技术中的电子镇流器相比，它具有以下优点[0012]本实用新型设计出一种新型结构的高频电子镇流器，它包括相互电连接的功率半桥逆变电路单元及高频阻抗变换匹配电路单元，功率半桥逆变电路单元与直流供电输入端连接并由该直流供电输入端供电，高频阻抗变换匹配电路单元并联连接在高压气体放电灯的两端，所述高压气体放电灯的两端还并联连接有高频脉冲钳位电路单元。它通过功率半桥逆变电路单元及高频阻抗变换匹配电路单元来实现对高压气体放电灯的供电，期间，高频阻抗变换匹配电路单元对半桥振荡信号进行阻抗转换匹配，达到恒功率供电，使电路的工作稳定性和可靠性大大提高；通过高频脉冲钳位电路单元对高频触发脉冲进行钳位，保证高压气体放电灯灯管工作在安全的触发电压，减小了电极的溅射，保障了灯管的使用寿命，整体产品效率高、可靠性好且电路结构简化的高压气体放电灯的高频电子镇流器，它能有效解决闻频状态下启动触发脉冲过大而弓I起的电极灘射加快的问题；另外闻频匹配网络还可以取代高压气体放电灯外加触发电路，简化了电路结构，降低了制作成本。
附图I为本实用新型最佳实施例的结构原理图。附图2为实用新型提供的低阻抗串联谐振电路模块及高压气体放电灯击穿导通IU的等效电路图。附图3为实用新型提供的低阻抗串联谐振电路模块及高压气体放电灯击穿导通后的等效电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。根据图I所示，本实用新型所述的高压气体放电灯的高频电子镇流器，它包括相互电连接的功率半桥逆变电路单元I及高频阻抗变换匹配电路单元2，功率半桥逆变电路单元I与一直流供电输入端VDD连接并由该直流供电输入端VDD供电，高频阻抗变换匹配电路单元2并联连接在高压气体放电灯3的两端，所述高压气体放电灯3的两端还并联连接有高频脉冲钳位电路单元4。高频阻抗变换匹配电路单元2内设置有由阻抗电感LI与阻抗电容Cl串联连接而成的低阻抗串联谐振电路模块21。低阻抗串联谐振电路模块21与功率半桥逆变电路单元I之间设置有连接电容C2。本实施例所述高压气体放电灯的高频电子镇流器，所述功率半桥逆变电路单元I包括有两个半桥逆变模块11，该半桥逆变模块11包括有场效应管V，所述场效应管V与直流供电输入端VDD连接并由该直流供电输入端VDD供电。本实施例的电路原理图如图I所示，高压气体放电灯3(以下简称HID灯)，其工作频率在设定在650-1500kHZ之间，远离了 HID灯声频共振多发窗口，且有效克服了频闪现象。通过高频阻抗变换匹配电路单元2，有效实现功率半桥逆变电路单元I中的功率场效应管V的功耗小、温升低效果，大大提高电路工作的安全可靠性。高频阻抗变换匹配电路单元2中的阻抗电感LI与阻抗电容Cl构成低阻抗串联谐振电路模块21，如图I所示.由于电感LI与阻抗电容Cl构成的低阻抗串联谐振电路模块21的空载品质因数为QtT,,其值一般都在几至几十范围内。当HID灯未击穿导通时，其呈现容性，可等效为一个电容CO，如图2所示，CO的值一般为10至20PF，由电容阻抗及阻抗电容Cl >> CO可知，电容CO阻抗远远大于阻抗电容Cl阻抗，则HID灯两端可视为趋近于开路。当阻抗电感LI、阻抗电容Cl串联谐振时，A点电压提升了 Q倍。设本实施例电路直流供电电压为400V，则A点电压400XQ串可达3KV，甚至更高，完全满足HID灯点火电压要求(HID灯点火电压一般为05-4KV)，简化了电路，降低制造成本。当HID灯点火成功时，阻抗电容Cl两端电压迅速下降为略小于供电电压400V，同时HID灯呈现纯电阻特性，此时HID灯可等效为一个电阻R0。如图3所示，电阻RO与电感L2串联，并与阻抗电容Cl构成高阻抗并联谐振回路5。当电路谐振时，阻抗电容Cl两端电压保持不变，而流经阻抗电容Cl的电流得到提升，且与流经由电阻R0、电感L2构成的支路的电流大小相等，相位相反。由此可知，流经电阻RO的电流也提升了相应的倍数。采用并联谐振方式把流经HID灯的电流放大，为HID灯火成功后向弧光放电转换提供了足够击穿电流。HID灯进入正常稳定工作状态时，其两端电压为灯管额定电压，这时，阻抗电感LI、电感L2起限流作用，使HID灯的输入功率恒定，有效的确保灯的安全工作，保证了灯的使用寿命。通过低阻抗串联谐振电路模块21与高阻抗并联谐振回路5的高频匹配网络，提高功率半桥电路的转换效率，降低了功率场效应管V的功耗，使电路工作更稳定，电子镇流器工作更可靠。 本实用新型电路还具有另一功能高频脉冲钳位电路单元4，旨在保护灯管免受过人高频脉冲冲击，降低电极的溅射，保证灯管的使用寿命。根据实验可知，HID灯在冷灯启动时，具触发电压约为1-15KV，而当接通电源时，阻抗电感LI与阻抗电容Cl构成的低阻抗串联谐振电路模块21把电源电压有效值提升了一定倍，当HID灯击穿导通后，A点电压下降为略小于电路直流供电电压，同时通过L2、阻抗电容Cl并联谐振把流过HID灯、L2支路的电流有效值提升了一定倍。本实用新型设定的电路直流供电电压为400V，则阻抗电感LI、阻抗电容Cl中点A的电压为400X相应倍数，如图2所示。由于谐振电路的Q值一般都在几至几十范围内，此时电压高达3KV，甚至更高；而根据并联谐振特点可知，此时流经HID灯的电流由于触发能量等于触发的电压与电流的乘积，当触发能量过大，产生的电场过强，造成电极溅射过剧而加快电极老化甚至损坏，同时随着电极的老化加剧会造成HID灯启动变得困难，触发电压要求变得更高，触发能量要求越来越大，如此不断恶循环下去，大大缩短了灯管的使用寿命。为防止HID灯触发能量过大，触发电压过高，产生的电场过强而导致电极损坏或加速老化的问题，在HID灯两端设置了瞬变钳位二极管VD6、VD7，如图3所示，把灯管的触发电压设定在1760V，确保HID灯工作在安全的触发电压范围内，使触发能量不致过大，产生的电场不会过强，减缓了电极的溅射，保证灯管的工作安全及使用寿命。同时瞬变钳位二极管VD6、VD7与电感L2构成放电回路，在过高脉冲触发点灯时，电感L2起到对流过瞬变钳位二极管VD6、VD7电流的限制及吸收作用，同时在热灯无法启动或灯泡脱落时为阻抗电感LI、阻抗电容Cl串联电路提供了放电的支路，为功率半桥电路提供了一个假负载，提高了电路工作安全可靠性。综上可知，本实用新型通过高频阻抗变换匹配电路单元2对半桥振荡信号进行阻抗转换匹配，达到恒功率供电，使电路的工作稳定性和可靠性大大提高；通过高频脉冲钳位电路单元4对高频触发脉冲进行钳位，保证高压气体放电灯3灯管工作在安全的触发电压，减小了电极的溅射，保障了灯管的使用寿命，整体产品效率高、可靠性好且电路结构简化的闻压气体放电灯的闻频电子镇流器，它能有效解决闻频状态下启动触发脉冲过大而弓I起的电极溅射加快的问题；另外高频匹配网络还可以取代高压气体放电灯3外加触发电路，简化了电路结构，降低了制作成本。
·
权利要求1.一种高压气体放电灯的高频电子镇流器，其特征在于它包括相互电连接的功率半桥逆变电路单元(I)及高频阻抗变换匹配电路单元(2)，功率半桥逆变电路单元(I)与一直流供电输入端(VDD)连接并由该直流供电输入端(VDD)供电，高频阻抗变换匹配电路单元(2)并联连接在高压气体放电灯(3)的两端，所述高压气体放电灯(3)的两端还并联连接有高频脉冲钳位电路单元(4)。
2.根据权利要求I所述高压气体放电灯的高频电子镇流器，其特征在于所述高频阻抗变换匹配电路单元(2)内设置有由阻抗电感(LI)与阻抗电容(Cl)串联连接而成的低阻抗串联谐振电路ネ吴块(21)。
3.根据权利要求2所述高压气体放电灯的高频电子镇流器，其特征在于所述低阻抗串联谐振电路模块(21)与功率半桥逆变电路单元(I)之间设置有连接电容(C2)。
4.根据权利要求I或2或3所述高压气体放电灯的高频电子镇流器，其特征在于所 述功率半桥逆变电路单元(I)包括有两个半桥逆变模块(11)。
5.根据权利要求4所述高压气体放电灯的高频电子镇流器，其特征在于所述半桥逆变模块包括有场效应管(V)，所述场效应管(V)与直流供电输入端(VDD)连接并由该直流供电输入端(VDD)供电。
专利摘要本实用新型公开了一种高压气体放电灯的高频电子镇流器，它包括相互电连接的功率半桥逆变电路单元及高频阻抗变换匹配电路单元，功率半桥逆变电路单元与一直流供电输入端连接并由该直流供电输入端供电，高频阻抗变换匹配电路单元并联连接在高压气体放电灯的两端，所述高压气体放电灯的两端还并联连接有高频脉冲钳位电路单元。本实用新型效率高、可靠性好且电路结构简化，它能有效解决高频状态下启动触发脉冲过大而引起的电极溅射加快的问题，降低了制作成本。
文档编号H05B41/282GK202514148SQ20122011855
公开日2012年10月31日 申请日期2012年3月26日 优先权日2012年3月26日
发明者黄基华, 黄太群 申请人:黄基华, 黄太群