專利名稱：高壓鈉燈電子換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高壓鈉燈電子換能器
背景技術(shù)：
目前，在國內(nèi)外市場，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)、醫(yī)療、交通等領(lǐng)域都離不 開照明光源。由其高壓鈉燈應(yīng)用在道路、廣場、小區(qū)、碼頭及公共場所等領(lǐng)域
傳統(tǒng)的高壓鈉燈電感式鎮(zhèn)流器有在功率因數(shù)低和自身損耗大的缺點(diǎn)，大量 低功率因數(shù)電器的使用對電網(wǎng)造成諧波污染，不但增加了供電設(shè)備的負(fù)荷，使 供發(fā)電設(shè)施得不到充分利用，而且嚴(yán)重影響其它用電設(shè)備的正常運(yùn)行。
當(dāng)今世界全球都在提倡節(jié)能減排、綠色照明的大環(huán)境下，不斷有節(jié)能燈、 太陽能燈、無極燈等節(jié)能產(chǎn)品逐步走進(jìn)市場。其實高壓鈉燈是一種高強(qiáng)度氣體
放電燈，它不但具有壽命長、光色好，還更具有極強(qiáng)的光效120—140im/w。而 節(jié)能燈、太陽能燈、無極燈等只有30—80im / w。如何將高壓鈉燈所隱藏的節(jié)能 潛力發(fā)掘出來是大家所關(guān)注的。據(jù)不完全統(tǒng)計，若將全國高壓氣體放電燈都能 換上電子換能器，那么全國全年就可以節(jié)省電資源300億千瓦，可以解決目前 全國三分之一的電力缺口。因此，在設(shè)計中如何保證較高較強(qiáng)的技術(shù)指標(biāo)、又 能達(dá)到穩(wěn)定工作；據(jù)要實現(xiàn)批量生產(chǎn)及應(yīng)用環(huán)境因素需要，是現(xiàn)在高壓鈉燈電 子換能器所面對的目標(biāo)。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的組成包括EMI電路①，整流電路②，APFC功率因數(shù)校正電 路③，半橋逆變電路④，觸發(fā)啟動電路⑤，PWM脈沖控制保護(hù)電路⑥及高頻高壓點(diǎn)燈電路⑦。
所述整流電路②采用全橋整流電路，為防止電磁干擾在整流橋前級加了 EMI 電路①，使用兩級濾波，有效抑制共模、差模干擾和電網(wǎng)污染。使輸入電流諧 波滿足GB17625. 1及GB17743標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限量。
所述APFC功率因數(shù)校正電路③使用BOOST升壓主電路將整流輸出升壓成穩(wěn) 定的400V直流電壓，并能使電路功率因數(shù)高達(dá)0.99以上。同時，當(dāng)AC輸入電 壓在很大的范圍波動時也能保證高壓鈉燈的正常工作。
所述半橋逆變電路④采用高頻逆變，由2只IRF406M0SFET管組成，其控制 采用UC3843單端隔離電流型PWN集成電路，并采用變頻方式防止聲共振，采用 高頻鎮(zhèn)流電感限制燈電流，使燈電流保持恒定。
所述觸發(fā)啟動電路⑤采用脈沖觸發(fā)方式，特點(diǎn)是采用繼電器，在繼電器吸 合瞬間，根據(jù)變壓器耦合電壓原理限流電感側(cè)產(chǎn)生高壓脈沖，使燈觸發(fā)點(diǎn)亮。
所述的P麗脈沖控制保護(hù)電路⑥，包括開路(無載)保護(hù)，短路保護(hù)和聲 共振保護(hù)。開路保護(hù)是通過檢測輸出電流實現(xiàn)的，如果電流為零則關(guān)斷控制芯 片，并且拉低控制電源，使控制電路停止工作。短路時進(jìn)線電流自動減少為零， 保證了電子換能器不受損壞。
本實用新型的特點(diǎn)在于(-)起動電流小，工作極為穩(wěn)定；例如 一只250W 電子換能器在起動時電流由200mA直到1000mA就正常穩(wěn)定工作，起動時間為 五分鐘內(nèi)。而一只250W傳統(tǒng)電感式鎮(zhèn)流器在瞬間起動電流4000mA，十分鐘后 電流為3000mA才正常工作。(二)工作電壓使用范圍寬； 一只電子換能器一般可 以在AC輸入電壓160V—260V正常啟動工作，無頻閃現(xiàn)象。而傳統(tǒng)電感式鎮(zhèn)流 器只能在200V—230V范圍內(nèi)工作，電壓少有波動都會出現(xiàn)明顯頻閃，甚至容易損壞高壓鈉燈的壽命。曰環(huán)境溫度在一20C。至50C。也能穩(wěn)定工作。在工藝 設(shè)計中另有配套防風(fēng)雪、雷雨、潮濕的氣候下也能正常工作的功能。如整體 產(chǎn)品線路組裝后再灌注有防雨水潮濕的環(huán)氧樹脂、產(chǎn)品外殼為散熱型鋁合金材 料等設(shè)施。卿整體線路設(shè)計中有效強(qiáng)可靠的燈開路(無載)、短路、聲共振等保 護(hù)設(shè)施。
綜上所述，電子換能器是一種能為社會節(jié)省電資源，也能提高高壓鈉燈壽 命的好產(chǎn)品。符合國家提倡節(jié)能減排、綠色照明的宏觀綱領(lǐng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)筒單， 使用方便，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，值得大力推廣。


圖l.為糸統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖2.為換能器的電子電路原理具體實施方式
如圖l.圖2.所示，本實用新型包括電子電路(l一7 )。所述的電子電路主 要由EMI濾波電路①、整流電路②、APFC功率因數(shù)校正電路③、半橋逆變電路 ④、觸發(fā)啟動電路⑤、P麗脈沖控制保護(hù)電路⑥和高頻高壓點(diǎn)燈電路⑦組成。
所述電子電路圖2.AC220V輸入(市電)經(jīng)防雷電路(RV1、 NTC、 Fl)組成 進(jìn)入EMI濾波電路①，由(L1-1、 L1-2、 L2-1、 L2-2、)和(Cl、 C2、 C3、 CY1、 CY2)組成兩級濾波，有效抑制共模、差模干擾和電網(wǎng)污染。
所述EMI濾波電路①輸出到整流電路②，由整流橋(BG1)進(jìn)行AC—DC變 換，經(jīng)BOOST升壓功率因數(shù)校正電路③成穩(wěn)定的直流400V電壓。由功率因數(shù)補(bǔ) 償控制集成電路(IC1)及其外圍元件組成，使功率因數(shù)可達(dá)0.99以上。同時， 功率因數(shù)校正電路③又是一種升壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源，使正常工作時燈的光通量不會隨市電電壓的漲落而變化。
所述的APFC功率因數(shù)校正電路③升壓穩(wěn)定400V直流電壓經(jīng)過半橋逆變電 路④和電感限流后給燈供電，燈兩端電壓為高頻高壓脈沖。
所述的觸發(fā)啟動電路⑤由繼電器(JS)、電容(21)、電感(T3)等組成點(diǎn) 燈電路。首先400V直流經(jīng)(R26)、 (R27)給電容(C21)充電，當(dāng)啟動時，控 制電路觸發(fā)繼電器(JS)瞬間吸合，電容放電，電感(T3)副邊瞬間產(chǎn)生電壓， 通過耦合，在電感(T3)原邊產(chǎn)生高壓脈沖，點(diǎn)亮鈉燈；燈亮后，由于鈉燈的 電阻特性開始正常工作，電感(T3)原邊起限流作用以限制燈電流。同時繼電 器(JS)因電容放電完畢自動延時斷開，可減少電路功耗。繼電器(JS)的控 制信號原理如下，當(dāng)燈未點(diǎn)亮?xí)r，電流傳感器(T4)的輸出為低電平，經(jīng)過邏 輯電路，在(R36)處產(chǎn)生高電平，觸發(fā)繼電器吸合；當(dāng)燈正常工作后，電容(C22) 充電電流小于其放電電流且(R36)變?yōu)榈碗娖?，繼電器(JS)自然斷開。
所述的半橋逆變電路④其(IC2)采用UC3843單端隔離電流型P而集成電 路控制工作，為了防止聲共振現(xiàn)象，采用變頻模式，變頻電路如圖2.中所示， 由(IC3)及外圍電路(R31) (C19)組成多諧振蕩器產(chǎn)生固定100HZ頻率的脈 沖，疊加到(IC2)UC3843的脈沖產(chǎn)生電路，使(IC2)UC3843產(chǎn)生頻率范圍38K 42KHZ的高頻脈沖，經(jīng)驅(qū)動電路驅(qū)動半橋逆變電路的兩個功率MOSFET。由于電 子換能器頻率時刻圍繞中心頻率40KHZ在士2KHZ范圍內(nèi)變化，即使遇到聲頻振 蕩頻率，由于還未來得及形成駐波，頻率就已經(jīng)變化，這樣就避免了聲共振。
所述的PWM脈沖控制保護(hù)電路⑥由(IC3)及其外圍元件組成，(IC3)為帶 施特觸發(fā)器的反相器芯片，可選用型號為74HC14或74LS14。
本實用新型的獨(dú)特之處還在于控制保護(hù)電路的巧妙及可靠，其控制原理圖如圖2.所示；電流傳感器檢測電流經(jīng)二極管(D10)整流濾波送到(IC3)的輸 入端1腳，開機(jī)時電流傳感器輸出為零，經(jīng)過(IC3)電路，在6腳輸出高電平，
驅(qū)動繼電器吸合，燈啟動電路動作點(diǎn)亮鈉燈，燈亮后，電流傳感器檢測到電流，
使輸入電平翻轉(zhuǎn)，6腳輸出為低，繼電器斷開。在沒有燈的情況可以提供無燈 保護(hù)，此時由于沒有檢測到電流，6腳輸出為高，8腳輸出為高，三極管(Q6) 載止、(Q5)導(dǎo)通，使整個控制電路停止工作，起到保護(hù)作用。
權(quán)利要求1.一種高壓鈉燈電子換能器，包括EMI電路①、整流電路②、APFC功率因數(shù)校正電路③、半橋逆變電路④、觸發(fā)啟動電路⑤、PWM脈沖控制保護(hù)電路⑥及高頻高壓點(diǎn)燈電路⑦；其特征在于，所述EMI電路①對輸入的市電進(jìn)行濾波，并輸出到整流電路②，所述整流電路②輸出接到APFC功率因數(shù)校正電路③，所述APFC功率因數(shù)校正電路③輸出接到半橋逆變電路④，所述半橋逆變電路④輸出接到高頻高壓點(diǎn)燈電路⑦。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1.所述的電子換能器，其特征在于，整流電路②采用全橋 整流電路，為防止電磁干擾在整流橋前級加了 EMI電路①使用兩級濾波，抑制 共模、差模干擾和電網(wǎng)污染。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1.所述的電子換能器，其特征在于，所述APFC功率因數(shù) 校正電路③使用BOOST升壓主電路將整流輸出升壓穩(wěn)定的400 V直流電壓，并 能使電路功率因數(shù)在0.99以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1.所述的電子換能器，其特征在于，半橋逆變電路④采用 高頻逆變，由2只IRF406MOSFET管組成，其控制IC采用UC3843單端隔離電 流型PWM集成電路，并采用變頻方式防止聲共振，采用高頻鎮(zhèn)流電感限制并恒 定燈電流。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1.所述的電子換能器，其特征在于，所述的觸發(fā)啟動電路⑤ 采用脈沖觸發(fā)方式，采用繼電器，在繼電器吸合瞬間，根據(jù)變壓器耦合電壓 原理在限流電感側(cè)產(chǎn)生高頻高壓脈沖，使燈觸發(fā)點(diǎn)亮。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l.所述的電子換能器，其特征在于，所述的PWM脈沖控制 保護(hù)電路⑥、包括開路保護(hù)、短路保護(hù)和聲共振保護(hù)，開路保護(hù)是通過檢測輸 出電流實現(xiàn)的，如果電流為零則關(guān)斷控制芯片，并且拉低控制電源，使控制電 路停止工作，短路時進(jìn)線電流自動減少為零，保證了電子換能器不受損壞。
專利摘要本實用新型涉及一種高壓鈉燈電子換能器，包括EMI抗干擾濾波電路、整流電路、APFC功率因數(shù)校正電路、半橋逆變電路、觸發(fā)啟動電路、PWM脈沖控制保護(hù)電路及高頻高壓點(diǎn)燈電路。采用變頻技術(shù)實現(xiàn)聲共振保護(hù)，采用繼電器、電容、電感實現(xiàn)脈沖啟動點(diǎn)燈。采用檢測輸出電流實現(xiàn)燈開路(無載)保護(hù)，燈短路時進(jìn)線電流自動減少為零，保證了電子換能器不受損壞。本實用新型具有啟動電流小，功率因數(shù)高達(dá)0.99以上，工作性能穩(wěn)定，成本低，使用壽命長。在相同的亮度下燈泡所需要電功率降低30％以上，節(jié)能十分顯著，安裝簡單，便于推廣。
文檔編號H05B41/292GK201360378SQ20092013679
公開日2009年12月9日 申請日期2009年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月23日
發(fā)明者陳炳桂 申請人:陳炳桂