CN102685997B - 工频调制式高频hid电子镇流器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工频调制式高频HID电子镇流器，主要包括有电源滤波电路、整流滤波电路、高频转换电路和HID灯负载，所述电源滤波电路一端与电源输入端连接，另一端通过整流滤波电路与高频转换电路连接，高频转换电路与HID灯负载连接，其中所述高频转换电路与HID灯负载之间还连接有一电感扼流电路，所述电源滤波电路上还连接有一工频调制控制电路，所述工频调制控制电路与电感扼流电路连接。本发明通过在电感扼流电路中增加一个高频绕组线圈和一个低频绕组线圈，并使该高频绕组线圈和低频绕组线圈串或并接于50-60HZ的电源输入端，通过对该高频绕组线圈和低频绕组线圈进行高低频、高低压处理，使电感扼流电路输出到HID灯负载的高频电流中叠加有50-60HZ的工频电流，从而彻底消除高频HID灯频闪的问题。与现有技术相比，本发明解决了高频电子镇流器无法解决的HID灯频闪的问题，而且解决了低频电子镇流器成本高、效率低(小于90％)、稳定性差及电路复杂的缺点。
Description
技术领域：
本发明涉及高压气体放电灯(HID)电子镇流器，特别是一种工频调制式高频HID电子镇流器。
背景技术：
HID灯为高强度放电灯，也称为高亮度放电灯或高压气体放灯。常见的有汞灯、钠灯、金属卤化物灯(金卤灯)和氙气灯。HID灯是目前国际上广泛使用的新一代高效光源，随着社会基础建设不断加大，HID灯的用量每年都会有较大的增长，因此合理设计配套HID灯用的电器附件是非常重要的，而使用电子镇流器可以取得很好的性能价格比。
电子镇流器因其显著的节能效果，体积小、重量轻、高可靠性，已经在紧凑荧光灯、日光灯、一体化灯等广泛应用，并取得了良好的经济效益和社会效益，随着电子技术不断发展，电子元器件可靠性不断提高，成本大幅度降低，HID灯电子镇流器将成为绿色照明工程的重要部分。
目前HID灯所采用的电子镇流器主要有以下两种：一种是采用高频加低频调制方法的高频HID电子镇流器，这种高频电子镇流器对于HID灯而言，具有电路简单、效率高(可达到93％)、成本低、启动可靠的优点，其启动采用LC谐振启动法，只需要在HID灯两端并联一只高压电容即能使HID灯可靠启动，但是这种高频电子镇流器无法解决同功率不同管压、不同厂家灯泡的声频共振现象(即频闪问题)；另一种是采用100～200HZ低频方案供电的电子镇流器，这种电子镇流器价高.电路十分复杂，其低频点灯一般是将300V-400VDC.经PWM降压、全桥低频转换、高压触发实现，通常需要5只以上的功率管，因此具有成本高、效率低(小于90％)、稳定性差及电路复杂的缺点。而高频电子镇流只需两只功率管组成半桥逆变经扼流电感即可
发明内容：
为此，本发明的目的在于提供一种工频调制式高频HID电子镇流器，以解决目前采用高频电子镇流器容易出现HID灯频闪的问题、以及低频电子镇流器所存在的电路复杂、成本高、效率低、稳定性差的缺点。
为实现上述目的，本发明主要采用以下技术方案：
一种工频调制式高频HID电子镇流器，主要包括有电源滤波电路、整流滤波电路、高频转换电路和HID灯负载，所述电源滤波电路一端与电源输入端连接，另一端通过整流滤波电路与高频转换电路连接，高频转换电路与HID灯负载连接，其中：所述高频转换电路与HID灯负载之间还连接有一电感扼流电路，所述电源滤波电路上还连接有一工频调制控制电路，所述工频调制控制电路与电感扼流电路连接；所述电源滤波电路对由电源输入端输入的交流电流进行滤波处理，并分两路输出频率为50-60HZ的交流电流，一路频率为50-60HZ的交流输入到整流滤波电路，由整流滤波电路进行整流滤波处理后输出直流电压到高频转换电路，该直流电压经过高频转换电路进行高频转换后输出高频电流到电感扼流电路；另一路频率为50-60HZ的交流电流输入到工频调制控制电路，经过工频调制控制电路进行工频调制后输出频率为50-60HZ的工频电流到电感扼流电路；所述电感扼流电路对上述来自高频转换电路的高频电流和来自工频调制控制电路频率为50-60HZ的工频电流进行电流叠加及磁场耦合处理，并输出到HID灯负载，由上述高频电流对HID灯负载进行触发点亮，由频率为50-60HZ的工频电流对HID灯负载进行调制控制。
其中所述电感扼流电路中包括有一高频绕组线圈和一低频绕组线圈，所述电感扼流电路通过低频绕组线圈与工频调制控制电路连接，所述高频绕组线圈与低频绕组线圈磁耦合一起。
其中所述电感扼流电路用于对所述高频绕组线圈与低频绕组线圈进行高低频、高低压隔离处理。
其中所述电感扼流电路根据HID灯负载的功率大小对来自高频转换电路的高频电流进行限流处理。
其中所述高频转换电路为半桥高频转换电路。
其中所述高频转换电路为全桥高频转换电路。
其中所述高频转换电路为自激式高频转换电路。
其中所述高频转换电路为它激式高频转换电路。
其中所述整流滤波电路和高频转换电路之间还连接有一有源功率因数校正电路，通过该有源功率因数校正电路将来自整流滤波电路的低功率因数转换成99％以上高功率因数电路。
其中该工频调制式高频HID电子镇流器还包括有一异常保护电路，该异常保护电路与整流滤波电路、高频转换电路和HID灯负载连接。
本发明通过在电感扼流电路中增加一个高频绕组线圈和一个低频绕组线圈，并使该高频绕组线圈和低频绕组线圈串或并接于50-60HZ的电源输入端，通过对该高频绕组线圈和低频绕组线圈进行高低频、高低压隔离处理，使电感扼流电路输出到HID灯负载的高频电流中叠加有50-60HZ的工频电流，从而彻底消除高频HID灯频闪的问题。与现有技术相比，本发明解决了高频电子镇流器无法解决的HID灯频闪的问题，而且解决了低频电子镇流器成本高、效率低(小于90％)、稳定性差及电路复杂的缺点。
附图说明：
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明的电路原理图。
具体实施方式：
本发明的核心思想是：本发明利用电感扼流电路对输入的高频电流进行限流，产生符合HID灯负载的工作电流，同时将来自工频调制控制电路频率为50-60HZ的工频电流与上述限流后符合HID灯负载的高频工作电流进行叠加，以产生含有50-60HZ包络成分的高频电流，输出到HID灯负载，从而简化电路、降低成本以及彻底消除高频HID灯频闪的问题。
为阐述本发明的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
请参见图1所示，图1为本发明的原理框图。本发明所述的工频调制式高频HID电子镇流器，主要包括有电源滤波电路、整流滤波电路、高频转换电路、HID灯负载、异常保护电路、工频调制控制电路和电感扼流电路，其中电源滤波电路一端通过电源输入端与外部频率为50-60HZ的交流电连接，另一端则分为两路输出，其中一路与整流滤波电路连接，而另一路则直接与工频调制控制电路连接。
电源滤波电路对由电源输入端输入的交流进行滤波处理，输出频率为50-60HZ的交流电，该交流电分为两路输出，一路输入到整流滤波电路进行整流滤波处理，并输出频率为0的直流电流，如果该直流电为低功率因数的电路，则直接输入到高频转换电路进行高频转换，如果该电路为高功率因数的电路，则输入到有源功率因数校正电路进行功率因数校正，然后再输入到高频转换电路进行高频转换，而不论是低功率因数的电路还是高功率因数的电路经过高频转换之后，该高频电流都必须输入到电感扼流电路中进行限流处理，才产生可符合HID灯负载工作的灯工作电流。
经过电源滤波电路滤波后输入频率为50-60HZ的交流电，另一路则输入到工频调制控制电路，由工频调制控制电路进行调制控制处理，产生频率为50-60HZ的工频电流，并将该工频电流输入到电感扼流电路中，与上述限流后产生的高频灯工作电流进行叠加，使高频灯工作中电流包含有50-60HZ包络的低频电流成份，通过该高频电流实现对HID灯负载高频控制点亮，以及通过低频对HID灯负载进行调制控制工作。
其中电感扼流电路对输入的高频电流进行限流处理、以及对来自工频调制控制电路的50-60HZ的工频电流与限流后电流的叠加处理，都是通过一个高频绕组线圈和一个低频绕组线圈实现的，该高频绕组线圈和低频绕组线圈经过高低频、高低压隔离处理后，串或并接于50-60HZ电源输入端，将原等幅高频灯电流调制成含有50-60HZ包络成分的高频灯电流。
而对于不同功率的HID灯，只需要调节上述高频绕组线圈和低频绕组线圈的线圈绕组匝数即可获得不同的调制度，从而达到彻底消除HID灯的频闪现像。
另外，在工频调制式高频HID电子镇流器中还包括有一个异常保护电路，该异常保护电路与整流滤波电路、高频转换电路和HID灯负载连接，用于对上述的整流滤波电路、高频转换电路和HID灯负载出现异常情况时，进行保护。
如图2所示，图2为本发明的电路原理图。其中该电路包括有电源滤波电路、整流滤波电路、高频转换电路、HID灯负载、异常保护电路和灯电流扼流电路。
电源滤波电路用于滤去电网及高频电路产生杂波，其包括有滤波电容C1、C2、C3、C4，共模滤波电感T1，差模滤波电感T2，泄放电阻R1、压敏电阻RV1，其中高频滤波电容C1、C2连接在共模滤波电感T1的两端，泄放电阻R1并联在高频滤波电容C2两端，以保证电源无负载时断电后放电对人身的安全，而压敏电阻RV1与泄放电阻R1并联，可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害。
整流滤波中包括有一个由二极管D1、D2、D3、D4组成的整流桥和一个与该整流桥并联的滤波电解电容C5，该电解电容C5用于储能滤波，可对脉动直流电流进行滤波处理及将脉动幅度较大的直流电流转化成脉动幅度很小的直流电流，电源滤波电路输出的交流电流输入到整流桥中进行全桥整流变成脉动直流电流，该脉动直流电流经过电解电容C5滤波后变成较平滑的DC输入到高频转换电路。
图2中的高频转换电路为自激式半桥高频转换电路，上述的DC经过R2输入到C6，对C6进行充电，当C6两端电压上升到一定数值时，双向触发二极管DB3放电，此时三极管Q2、Q1轮流导通，振荡变压器T3输出高频到C8，并由C8输入到灯电流扼流电路T4的高频绕组线圈N1中。
灯电流扼流电路由高频扼流电感T5、T4构成，其中T4包括高频绕组线圈N1和低频绕组线圈N2，且高频绕组线圈N1和低频绕组线圈N2磁耦合在一起，而低频绕组线圈N2与高频扼流电感T5串于电源回路中，C3为高滤波电容，以防止高频返回电网。
T3为振荡变压器，该振荡变压器的N1输出的高频电流经C8、T4、N1送至谐振电容C9，因HID灯并接C9两端，T4高频绕组线圈N1与C9谐振即可产生3-4KV高压启动HID灯。
另外50-60HZ的工频电流经过T4的低频绕组线圈N2，同时会将低频偶合到高频绕组线圈N1的回路中，经过高频绕组线圈N1的高频电流也会耦合到低频绕组线圈N2中，为防止高频电流反馈到电网中，通过高频扼流电感T5可将其高频电流阻断。
本发明中的电源滤波电路、整流滤波电路、高频转换电路、HID灯负载及异常保护电路等均为公知电路，其均可与本发明中的灯电流扼流电路进行任意组合，均可实现本发明的技术效果。
以上是对本发明所提供的一种工频调制式高频HID电子镇流器进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种工频调制式高频HID电子镇流器，主要包括有电源滤波电路、整流滤波电路、高频转换电路和HID灯负载，所述电源滤波电路一端与电源输入端连接，另一端通过整流滤波电路与高频转换电路连接，高频转换电路与HID灯负载连接，其特征在于：所述高频转换电路与HID灯负载之间还连接有一电感扼流电路，所述电源滤波电路上还连接有一工频调制控制电路，所述工频调制控制电路与电感扼流电路连接；所述电源滤波电路对由电源输入端输入的交流电流进行滤波处理，并分两路输出频率为50-60HZ的交流电流，一路频率为50-60HZ的交流输入到整流滤波电路，由整流滤波电路进行整流滤波处理后输出直流电流到高频转换电路，该直流电流经过高频转换电路进行高频转换后输出高频电流到电感扼流电路；另一路频率为50-60HZ的交流电流输入到工频调制控制电路，经过工频调制控制电路进行工频调制后输出频率为50-60HZ的工频电流到电感扼流电路；所述电感扼流电路中包括有一高频绕组线圈和一低频绕组线圈，所述电感扼流电路通过低频绕组线圈与工频调制控制电路连接，所述高频绕组线圈与低频绕组线圈磁耦合一起；所述电感扼流电路通过高频绕组线圈和低频绕组线圈对输入的高频电流进行限流处理、以及对来自工频调制控制电路的50-60HZ的工频电流与限流后电流的叠加处理，所述高频绕组线圈和低频绕组线圈经过高低频、高低压隔离处理后，串或并接于50-60HZ交流电源输入端，将原等幅高频灯电流调制成含有50-60HZ包络成分的高频灯电流，并输出到HID灯负载，由上述高频电流对HID灯负载进行触发点亮，由频率为50-60HZ的工频电流对HID灯负载进行调制控制。
2.根据权利要求1所述的工频调制式高频HID电子镇流器，其特征在于所述电感扼流电路根据HID灯负载的功率大小对来自高频转换电路的高频电流进行限流处理。
3.根据权利要求1所述的工频调制式高频HID电子镇流器，其特征在于所述高频转换电路为半桥高频转换电路。
4.根据权利要求1所述的工频调制式高频HID电子镇流器，其特征在于所述高频转换电路为全桥高频转换电路。
5.根据权利要求1所述的工频调制式高频HID电子镇流器，其特征在于所述高频转换电路为自激式高频转换电路。
6.根据权利要求1所述的工频调制式高频HID电子镇流器，其特征在于所述高频转换电路为它激式高频转换电路。
7.根据权利要求1所述的工频调制式高频HID电子镇流器，其特征在于所述整流滤波电路和高频转换电路之间还连接有一有源功率因数校正电路，通过该有源功率因数校正电路将功率因数提高到99％以上。
8.根据权利要求1所述的工频调制式高频HID电子镇流器，其特征在于还包括有一异常保护电路，该异常保护电路与整流滤波电路、高频转换电路和HID灯负载连接。
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2011
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Patent Citations (5)
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Also Published As
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