CN2572713Y

CN2572713Y - 一种高压钠灯电子镇流器

Info

Publication number: CN2572713Y
Application number: CN 02254302
Authority: CN
Inventors: 舒国馥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2003-09-10
Anticipated expiration: 2012-09-11

Abstract

本实用新型一种高压钠灯电子镇流器涉及及电照明技术，属于一种电力电子电路装置，将工频市电变换成直流电和较高频率的交流电，以用于高压钠灯HPS的正常启动和稳定工作，以取代电感式镇流器。其方案是：(1)在市电后串联一半节平衡K型低通滤波器；(2)在半桥换流器后连接镇流电感线圈之间还连接有一辅助电感线圈，其具有原副边线圈和磁芯结构，副边线圈连接在半桥换流器与镇流电感线圈之间；(3)在阻容充电使双向二极管导通以致可控硅导通时即构成在辅助电感的原边上产生低压脉冲以致在辅助电感的副边上感应出高压脉冲；(4)在灯HPSL两端还并联有主要由线圈构成的电压取样电路；(5)在整流电路正极后还连接有一个电阻分压式的输入电压取样电路。

Description

一种高压钠灯电子镇流器

技术领域

本实用新型一种高压钠灯电子镇流器涉及及电照明技术，具体的是属于一种电力电子电路装置，即应用电阻、电容和电感等元件以及半导体器件，将工频市电变换成直流电和较高频率的交流电，以用于放电灯的正常启动和稳定工作

背景技术

高压钠灯(HPSL)是近白色光源中效率最高的一种灯，在泛光照明上也是最经济的灯种，小功率灯也被应用在某些场合的室内或半室内照明上。HPSL属于放电灯类别但更细分是属于高强度气体放电灯，在其点灯回路中，为使放电稳定都加有弧光放电所特有的负特性电阻即镇流器。(上述内容见《照明手册》，日本照明学会1978年编辑，中国建筑工业出版社1985年9月出版)中国实用新型94228816公开了一种HPSL电子镇流器，其包括一般常见的整流、滤波、反馈变压器式半桥高频振荡器即半桥换流器等部分；另外还在交流输入端增加串入一个电感L，这样与整流桥后的两个平分电压式滤波电容C1、C2组成LC串联谐振功率因数提升电路；还设计了一个高压脉冲产生和触发自控电路，即在整流桥后有两组并联的RC充电电路。当开机时，其中一组的电容C5上电压达30V以上时使触发二极管D10导通，电压再加在SCR的G极并使其导通；而另一电容C4的电压则随之通过高频镇流变压器B2的原边绕组L5，再经SCR到C4的负极也即电源负极进行脉冲放电，这样也在B1的副边绕组L4上感应产生4KV高压以点燃HPSL。起燃之后，反馈变压器B1的原边绕组L3就有从电源正极并通过电阻R3而流来的电流，并因此使副边L1、L2有感应电压产生并因此使T1、T2交替导通工作。由于与充电电容C5为正向连接的D9在T2导通时也可正向导通，这样C5上就再建立不起来可使触发二极管导通的电压，SCR为关闭，B2的副边L4再无高压脉冲发生仅起镇流作用。上述实用新型不足之处在于未设计出任何保护电路；另外流过HPSL的电流中有从电阻R3过来的，这就有耗能增热的缺点。

发明内容

鉴此，本实用新型提出一种HPSL电子镇流器，其要解决的技术问题是增设保护电路。本实用新型技术方案如下。第一技术措施是不用镇流电感线圈作高压脉冲发生用，而是在其之前串入一个增设的辅助电感并有原副边和磁芯结构，副边线圈电感量为镇流线圈电感量的1至2倍。副边线圈连接在半桥换流器与镇流电感线圈之间；副边两端分别再连接一个继电器的动触片上和一个常开触点上，用于当继电器未工作动触片与常闭触点接通时副边两端未被导线、动触片和常闭触点接成短路而是开路状态，而当继电器工作动触片与常开触点接通时副边两端被导线、动触片和常闭触点接成短路。该副边除仍可用作高压脉冲发生外，对半桥换流器来说更是一个较大输出阻抗元件。所谓脉冲电路为直流电源正极依序通过辅助电感线圈的原边、可控硅、以及常闭触点、动触片和一个线圈的原边到电源负极的电路连接，用于在阻容充电使双向二极管导通以致可控硅导通时即构成在辅助电感的原边上产生低压脉冲以致在辅助电感的副边上感应出高压脉冲，而当上述副边接成短路状态时，直流电源在常闭触点和动触片之间断开，低压脉冲中止以致高压脉冲也中止。第二技术措施是通过对HPSL两端电压取样，并通过一级Y1运放比较电路和集电极有继电器J线圈的三极管电路来控制继电器触点闭或开而使辅助电感接通或被短路，同时也相应的使高压脉冲发生或退出，半桥换流器输出阻抗增大或转为正常。当职样电压足够大并通过充放电路使运放输出高电平以致J工作而令动触片从常闭触点吸向常开触点，而使辅助电感的副边线圈两端接成短路，高频电通过镇流线圈加在灯HPSL上。第三个技术措施是在整流桥正端需再增设连接一个取样运放比较电路Y2，并作为输入级电路与前述Y1电路连接，作为又一个输入信号来源，取样信号输入该运放负端，而该运放输出信号通过反向接的二极管输入到前述灯后那一个运放的正端。使得在交流输入超过235V时，维持继电器常闭，使辅助电感接入，以避免高电压时大功率输出的发生。第四技术措施是在交流输入端不是单纯串联一个电感，而是接入一半节平衡K型低通滤波器，其后再连接整流电路。该滤波器铁芯有一定截面，并在额定工作电流下保持一定电感量。对比上述已公开实用新型专利，本实用新型在使用时无论是在开机时、开路、短路或高电压输入等情况下，因辅助电感的接入，整机均处于小功率工作状态而得到保护，经实测，在辅助电感量为镇流线圈电感量2倍的情况下并趋稳定后，整机功率在20W-40W之间。同样，由于低通滤波器的接入，也减弱了开机时冲击电流和外来的高压高频脉冲干扰，而保护了电子镇流器；也减弱了电子镇流器本身产生高频电流对市电的污染而保护了电源。

附图说明

图1为本实用新型一种高压钠灯电子镇流器的整体电路结构的框图。

图2为本实用新型一种高压钠灯电子镇流器的整体电路结构的电原理图。

具体实施方式

从图1和图2，市电输入端连接有C11、L1-1和L1-2组成的半节平衡K型低通滤波器。在灯150W、0.9A条件下，电感量为20-25MH；而在灯250W、1.5A条件下，为15MH。在铁芯达到一定截面积条件下，可起到开机限流防冲击用；另外也可抗电流瞬间干扰脉冲，如50ns、2.5KV的情况；还可防止本机高频电污染市电电源；对整机功率因数的提高有补偿作用。在上述滤波器之后连接有由D1一D4组成的二级管桥式整流器，以及与C31和C32组成滤波电路，供给后级整机直流电源。该滤波电容只要容量足够大，即能得到20％的节能效果，故也可视为功率因数补偿电路。当开机后，主要以VD1和VD2组成的半桥换流器工作，其LC振荡电路中有在同一磁芯上的三组反馈电感线圈即L3-2、L3-3和L3-1。刚开机工作时，高频电→L3-1→C71→L41副边线圈→L5→灯HPSL→电源负极；此时，灯开始亮，但由于L41作为增设的辅助电感，其副边电感量为镇流线圈L5的1至2倍，所以整机为小功率状态，灯也只是不正常的微亮状态。同时，关系到高频镇流启动高压发生器电路开始工作，直流电源→R71→R72→R73//C73组件→常闭点JA→动触片→B原边→直流电源负极，此时当C73上充电电压达一定值时可使双向二极管VD3导通，电流经R71→R72→VD3→R74→JA→动触片→B原边→电源负极，同时使可控硅VD4导通，即电流经R71→L42→VD4→JA→动触片→B原片→电源负极，这样可在L41上感应也3KV脉冲电压，并加在灯上，以点燃灯泡。由于在灯HPSL两端并联有R81和L6线圈串联件进行取样，当上速整机处于小功率状态时，L6上高频电经D8整流后通过R82、R2和R1对C1充电，经1-3分钟后C1上充电达一定标准电压值时，运放Y1输出高电平，通过R5加在VD5上，VD5导通，此时来自B副边的高频电经D6、D7整流后，其直流电中有一路经R4后由DW2钳位供给Y2正端作基准电压，又经R6、R3分压取样供Y1负端作基准电压，另外除对C3充电并驱动电扇⑧外，即可驱动继电器J，使动触片从常闭JA点脱开而吸到常开JB点，因此断开VD4电流对电源负极的导通，而且L41被导线短路，因此高频电从C71-动触片-JB-L5到灯上，整机处于在对比前述小功率状态时为大功率状态即正常工作状态。此阶段前可称为预热阶段。在此，若灯是短路状态或正常工作时发生灯短路状态，甚至于输出端对地短路状态，则高频电的频率明显降低，导致L6线圈无输出，C10上无充电电位或即使原来有标准电压也可通过D9和R2迅速释放，导致Y1同名端输入为0，VD5截止，J不工作而动触片弹回原常闭点JA，L41接进，整机处于小功率状态，而保护了半桥换流器。同样，在灯为开路时，高频电输出占空比小，L6有效输出电压较低，Y1输入为0，整机处于保护状态。考虑到市电输入可能超过235V情况，可在D1-D4桥式整流器输出正极端再接出D10和R7、R8分压的输入电压取样，调整R7使235V为电桥平衡，即Y2正名端、负名端输入同电位。当市电输入电压高于235V时，Y2负名端为正，Y2输出低电平，D11导通以致Y1输出为低电平，J为不工作状态，整机为小功率状态；而当输入低于235V时，Y2输出高电平，D11不导通，Y1状态不变。

Claims

1、一种高压钠灯电子镇流器，包括有接入市电后串联一个电感元件再接入的整流和滤波电路以产生直流电源，其后接有反馈变压器式半桥换流器以及连接镇流电感线圈，以使其上产生高频电通过镇流电感线圈流向灯HPSL以作为发光能量；还有一高压脉冲产生和触发自控电路用以将高压脉冲加在灯HPSL上并点燃之，其特征是：

(1)所述的接入市电后串联的一个电感元件为一半节平衡K型低通滤波器；

(2)在所述的半桥换流器后连接镇流电感线圈之间还连接有一辅助电感线圈，其具有原副边线圈和磁芯结构，副边线圈连接在半桥换流器与镇流电感线圈之间；副边两端分别再连接一个继电器的动触片上和一个常开触点上，用于当继电器未工作动触片与常闭触点接通时副边两端未被导线、动触片和常闭触点接成短路而是开路状态，而当继电器工作动触片与常开触点接通时副边两端被导线、动触片和常闭触点接成短路；

(3)所述的高压脉冲产生和触发自控电路为直流电源正极依序通过辅助电感线圈的原边、可控硅、以及常闭触点、动触片和一个线圈的原边到电源负极的电路连接，用于在阻容充电使双向二极管导通以致可控硅导通时即构成在辅助电感的原边上产生低压脉冲以致在辅助电感的副边上感应出高压脉冲，而当上述副边接成短路状态时，直流电源在常闭触点和动触片之间也同时断开，低压脉冲中止以致高压脉冲也中止；

(4)在所述的灯HPSL两端还并联有主要由线圈构成的电压取样电路以及用该取样电压信号控制后级的一级运放和集电极有上述的那个继电器线圈的三极管工作电路，用于当取样电压足够大并通过充放电路使运放输出高电平以致J工作而令动触片从常闭触点吸向常开触点，而使辅助电感的副边线圈两端接成短路，高频电通过镇流线圈加在灯HPSL上；

(5)在所述的整流电路正极后还连接有一个电阻分压式的输入电压取样，取样信号输入该运放负端，而该运放输出信号通过反向接的二极管输入到前述灯后那一个运放的正端，用于当市电超过235V时，该运放输出低电平以致灯后那一个运放也输出低电平，继电器脱开，辅助电感接入以致整机小功率状态，反之当市电低于235V时该运放输出正电平因二极管反向对灯后那一个运放不起作用而保持原状态。