一种气体放电灯管电离电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种气体放电灯管电离电路，包括高频方波升压电路、谐振电感、高频电容、功率电路、开关、传输线电容和灯管，所述高频方波升压电路的输出端设有第一引线端子和第二引线端子，所述第一引线端子依次通过谐振电感和高频电容进而与灯管的一端连接，所述第二引线端子与灯管的另一端连接，所述谐振电感还通过开关与第二引线端子连接，所述功率电路并联在高频电容的两侧，所述传输线电容并联在灯管的两侧。本实用新型脉冲宽度极宽，灯管的触发较为稳定；增设了传输线电容，且电压波形为方波，线路电压衰减小，无尖刺，传输距离远；灯管正常工作后功率电路直接通过开关与灯管连接，整体效率较高。本实用新型可广泛应用于电子【技术领域】。
【专利说明】 —种气体放电灯管电离电路
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电子【技术领域】，尤其是一种气体放电灯管电离电路。
【背景技术】
[0002]气体放电灯的灯管两端各有电极，灯管内为气体原子，气体原子会根据使用场合不同而有所不同，一般气体原子都为惰性气体，如氩气、氙气和不活泼的金属汞等。这种灯管在点亮时，必须先在其两端加上足够高的电场，使灯管放电电离，产生弧光，再由功率电路给予连续的电流以维持正常发光。
[0003]使气体放电灯电离激发的传统电路(简称传统触发器)如图1所示，该电路的工作原理为:第一级升压电路电压经二极管D、电容C整流，当C两端的电压升高到Z的击穿电压时，Z击穿导通，C的电压加在二级升压电感T1的1、5端，此时，T1的输出端就会产生比输入端高几十倍的电压，此电压加在灯管的两端，使灯管气体电离，而功率电路提供连续电流，灯管被点亮后，第一级升压电路关闭。该电路工作时灯管两端的电压波形如图2所示。
[0004]然而，传统触发器的高电压通过Z放电管放电方式而产生，其尖峰电压的波形很窄，导致其电压波形的脉宽非常窄。灯管电离激发需要一定宽度的脉宽，传统触发器过小的脉宽致使灯管的触发不稳定，常点不亮。这种尖峰电压在输出线上传输时衰减非常大，且容易产生尖刺电压而将功率电路连接到灯管的输出线击穿，使灯管的输出线长度受到限制，通常不能其超过10米。另外，从图1可以看出，灯管正常工作时，功率电路是与二级升压电感T1及灯管串联一起工作的，电流流经T1在T1上产生损耗发热，从而使整体电路的效率偏低。
实用新型内容
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是:提供一种稳定、传输距离远和效率高的气体放电灯管电离电路。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]一种气体放电灯管电离电路，包括高频方波升压电路、谐振电感、高频电容、功率电路、开关、传输线电容和灯管，所述高频方波升压电路的输出端设有第一引线端子和第二引线端子，所述第一引线端子依次通过谐振电感和高频电容进而与灯管的一端连接，所述第二引线端子与灯管的另一端连接，所述谐振电感还通过开关与第二引线端子连接，所述功率电路并联在高频电容的两侧，所述传输线电容并联在灯管的两侧。
[0008]进一步，所述高频电容的电容值至少是传输线电容电容值的1000倍。
[0009]进一步，所述高频方波升压电路包括高频方波信号发生器、推挽放大电路、高频升压器、电流反馈电路和电源，所述高频方波信号发生器的输出端通过推挽放大电路进而与高频升压器连接，所述推挽放大电路还通过电流反馈电路与高频方波信号发生器的输入端连接，所述电源分别为高频方波信号发生器和高频升压器供电。
[0010]进一步，所述推挽放大电路包括第一 NM0S管、第二 NM0S管、第一电阻和第二电阻，所述高频升压器包括初级线圈、次级线圈和铁芯，所述高频方波信号发生器的第一输出端通过第一电阻与第一 NMOS管的栅极连接，所述第一 NMOS管的漏极与初级线圈的一端连接，所述高频方波信号发生器的第二输出端通过第二电阻与第二 NMOS管的栅极连接，所述第二 NMOS管的源极与初级线圈的另一端连接，所述第一 NMOS管的源极与第二 NMOS管的漏极连接，所述初级线圈还设有一与电源连接的中心抽头，所述次级线圈的两端分别与第一引线端子和第二引线端子连接。
[0011]进一步，所述电流反馈电路包括电压放大器和电流放大器，所述电压放大器的输入端与第一 NM0S管的源极连接，所述电压放大器的输出端通过电流放大器进而与高频方波信号发生器的输入端连接。
[0012]进一步，所述电压放大器和电流放大器均为LM358运算放大器。
[0013]进一步，所述高频方波信号发生器为SG3525芯片。
[0014]本实用新型的有益效果是:采用高频方波升压电路产生的宽脉冲方波信号来使灯管电离，脉冲宽度极宽，灯管的触发较为稳定，有利于灯管的激发电离；增设了传输线电容，且电压波形为方波，线路电压衰减小，无尖刺，传输距离远；灯管正常工作后功率电路直接通过开关与灯管连接，无需再经过升压电感，减少了损耗，整体效率较高。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0016]图1为传统触发器的电路原理图；
[0017]图2为传统触发器正常工作时灯管两端的电压波形；
[0018]图3为本实用新型一种气体放电灯管电离电路的电路原理图；
[0019]图4为本实用新型高频方波升压电路的结构框图；
[0020]图5为本实用新型闻频方波升压电路的电路原理图；
[0021]图6为本实用新型正常工作时灯管两端的电压波形。
【具体实施方式】
[0022]参照图3，一种气体放电灯管电离电路，包括高频方波升压电路、谐振电感L、高频电容C、功率电路、开关K、传输线电容CL和灯管L1,所述闻频方波升压电路的输出端设有第一引线端子10和第二引线端子9，所述第一引线端子10依次通过谐振电感L和高频电容C进而与灯管L1的一端连接，所述第二引线端子9与灯管L1的另一端连接，所述谐振电感L还通过开关K与第二引线端子9连接，所述功率电路并联在高频电容C的两侧，所述传输线电容CL并联在灯管L1的两侧。
[0023]其中，传输线电容CL是传输线的等效电容。
[0024]进一步作为优选的实施方式，所述高频电容的电容值至少是传输线电容电容值的1000 倍。
[0025]高频电容C的电容值至少是传输线电容CL电容值的1000倍，即C?CL，因此，传输线电容CL等效为谐振回路(由L、C和CL构成)的谐振电容。
[0026]参照图4，进一步作为优选的实施方式，所述高频方波升压电路包括高频方波信号发生器U1、推挽放大电路、高频升压器TR1、电流反馈电路和电源，所述高频方波信号发生器U1的输出端通过推挽放大电路进而与高频升压器TR1连接，所述推挽放大电路还通过电流反馈电路与高频方波信号发生器U1的输入端连接，所述电源分别为高频方波信号发生器U1和高频升压器TR1供电。
[0027]参照图5，进一步作为优选的实施方式，所述推挽放大电路包括第一 NM0S管Q1、第二 NM0S管Q2、第一电阻R1和第二电阻R2，所述高频升压器TR1包括初级线圈、次级线圈和铁芯，所述高频方波信号发生器U1的第一输出端通过第一电阻R1与第一 NM0S管Q1的栅极连接，所述高频方波信号发生器U1的第二输出端通过第二电阻R2与第二 NM0S管Q2的栅极连接，所述第一 NM0S管Q1的漏极与初级线圈的一端连接，所述第二 NM0S管Q2的源极与初级线圈的另一端连接，所述第一 NM0S管Q1的源极与第二 NM0S管Q2的漏极连接，所述初级线圈还设有一与电源连接的中心抽头，所述次级线圈的两端分别与第一引线端子10和第二引线端子9连接。
[0028]参照图5，进一步作为优选的实施方式，所述电流反馈电路包括电压放大器U2A和电流放大器U2B，所述电压放大器U2A的输入端与第一 NM0S管Q1的源极连接，所述电压放大器U2A的输出端通过电流放大器U2B进而与高频方波信号发生器U1的输入端连接。
[0029]进一步作为优选的实施方式，所述电压放大器U2A和电流放大器U2B均为LM358运算放大器。
[0030]进一步作为优选的实施方式，所述高频方波信号发生器U1为SG3525芯片。
[0031]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0032]参照图3至图6，本实用新型的第一实施例:
[0033]由SG3525芯片产生的18KHz高频方波信号，经Ql、Q2放大后，驱动高频升压器TR1，从而在TR1输出端9、10产生超过1000V的高频方波电压。而由U2A、U2B及其外围电路组成的电流反馈电路则对推挽电路的输出电流(即整个升压电路的输出电流)进行采样并反馈给SG3525芯片，便于SG3525芯片触发控制信号控制整个高频升压电路的工作电流。
[0034]高频方波电压依次经过谐振电感L和高频电容C后，再与灯管L1连接。其中，CL为传输线电容，且C?CL，因此，谐振回路的谐振频率为f=l/(2 π (L*CL)°_5)。当谐振回路频率f=高频方波频率时，灯管两端会有Q*1000V (Q为谐振电路的品质因素)谐振电压。极高的谐振电压致使灯管内气体电离，然后由功率电路提供连续电流使灯管持续发光，此时，高频方波电路关闭，回路中的开关K闭合，功率电路通过开关直接与灯管连接。当灯管处于电离激发状态时，灯管两端的谐振电压波形如图6所示。
[0035]由图6可以看出，其脉宽占空比接近50%，极宽的脉冲宽有利于灯管的激发电离。本实用新型采用传输线电容作谐振电容(C?CL)，且电压波形为方波，所以与传统触发器相t匕，本实用新型线路电压的衰减小，无尖刺，传输距离远。另外，本实用新型当灯管正常工作后功率电路直接通过开关K与灯管连接，减少了传统触发器在升压电感出的损耗，提高了整个的效率。
[0036]以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【权利要求】
1.一种气体放电灯管电离电路，其特征在于:包括高频方波升压电路、谐振电感(U、高频电容(C)、功率电路、开关(K)、传输线电容(CL)和灯管(LI)，所述高频方波升压电路的输出端设有第一引线端子(10)和第二引线端子(9)，所述第一引线端子(10)依次通过谐振电感(L)和高频电容(C)进而与灯管(LI)的一端连接，所述第二引线端子(9)与灯管(LI)的另一端连接，所述谐振电感(L)还通过开关(K)与第二引线端子(9)连接，所述功率电路并联在高频电容(C)的两侧，所述传输线电容(CL)并联在灯管(LI)的两侧。
2.根据权利要求1所述的一种气体放电灯管电离电路，其特征在于:所述高频电容的电容值至少是传输线电容电容值的1000倍。
3.根据权利要求2所述的一种气体放电灯管电离电路，其特征在于:所述高频方波升压电路包括高频方波信号发生器(U1)、推挽放大电路、高频升压器(TR1)、电流反馈电路和电源，所述高频方波信号发生器(Ul)的输出端通过推挽放大电路进而与高频升压器(TRl)连接，所述推挽放大电路还通过电流反馈电路与高频方波信号发生器(Ul)的输入端连接，所述电源分别为高频方波信号发生器(Ul)和高频升压器(TRl)供电。
4.根据权利要求3所述的一种气体放电灯管电离电路，其特征在于:所述推挽放大电路包括第一 NMOS管(Q1)、第二 NMOS管(Q2)、第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)，所述高频升压器(TRl)包括初级线圈、次级线圈和铁芯，所述高频方波信号发生器(Ul)的第一输出端通过第一电阻(Rl)与第一 NMOS管(Ql)的栅极连接，所述高频方波信号发生器(Ul)的第二输出端通过第二电阻(R2)与第二 NMOS管(Q2)的栅极连接，所述第一 NMOS管(Ql)的漏极与初级线圈的一端连接，所述第二 NMOS管(Q2)的源极与初级线圈的另一端连接，所述第一NMOS管(Ql)的源极与第二 NMOS管(Q2)的漏极连接，所述初级线圈还设有一与电源连接的中心抽头，所述次级线圈的两端分别与第一引线端子(10)和第二引线端子(9)连接。
5.根据权利要求4所述的一种气体放电灯管电离电路，其特征在于:所述电流反馈电路包括电压放大器(U2A)和电流放大器(U2B)，所述电压放大器(U2A)的输入端与第一 NMOS管(Ql)的源极连接，所述电压放大器(U2A)的输出端通过电流放大器(U2B)进而与高频方波信号发生器(Ul)的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的一种气体放电灯管电离电路，其特征在于:所述电压放大器(U2A)和电流放大器(U2B)均为LM358运算放大器。
7.根据权利要求3-6任一项所述的一种气体放电灯管电离电路,其特征在于:所述高频方波信号发生器(Ul)为SG3525芯片。
【文档编号】H05B41/14GK204131811SQ201420475859
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】刘木泉 申请人:刘木泉