專利名稱：一種高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子技術產品中的電子鎮(zhèn)流器技術領域，具體來說是一種高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器。
背景技術：
高壓鈉燈、金鹵燈、陶瓷金鹵燈作為目前國際上廣泛使用的高效光源，其以節(jié)能、高光效等優(yōu)勢，大量取代鹵素燈和高壓汞燈，鎮(zhèn)流器作為高壓氣體放電燈不可分割的一部分，它決定了高壓氣體放電燈的品質。
高壓氣體放電燈鎮(zhèn)流器有電子式和電感式兩種模式，電子式鎮(zhèn)流器以其功耗小、功率恒定、電網污染小、電能利用率高等優(yōu)勢大量取代電感式鎮(zhèn)流器。在電子式鎮(zhèn)流器中，目前較多使用低頻方波驅動模式，而高頻驅動模式應用較少，原因是在高頻領域中存在聲頻共振問題，據實驗表明，在8-150KH/這一頻段發(fā)生聲頻共振的概率很高，但隨著頻率上升，此種概率越來越低，當工作頻率大于最大階聲頻時,聲頻共振的概率趨近于零。為此，本申請人認為，有必要研發(fā)一種頻率在8-150KHZ以上的高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種效率高、可靠性好且電路結構簡化的高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器，它能有效解決高頻狀態(tài)下啟動觸發(fā)脈沖過大而引起的電極濺射加快的問題。本實用新型的發(fā)明目的是這桿實現的一種高壓氣體放電燈的高頻電了鎮(zhèn)流器，其特征在于它包括相互電連接的功率半橋逆變電路單元及高頻阻抗變換匹配電路單元，功率半橋逆變電路單元與一直流供電輸入端連接并由該直流供電輸入端供電，高頻阻抗變換匹配電路單元并聯連接在高壓氣體放電燈的兩端，所述高壓氣體放電燈的兩端還并聯連接有聞頻脈沖甜位電路單兀。本實用新型所述高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器，其作為技術方案的進一步改進，所述高頻阻抗變換匹配電路單元內設置有由阻抗電感與阻抗電容串聯連接而成的低阻抗串聯諧振電路模塊，該阻抗電感與阻抗電容同時也并聯連接成高阻抗串聯諧振電路模塊。進一步來說，上述高壓氣體放電燈的高頻電了鎮(zhèn)流器，所述低阻抗串聯諧振電路模塊與功率半橋逆變電路單元之間設置有連接電容。對于以上任意一種技術方案所述高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器，所述功率半橋逆變電路單元包括有兩個半橋逆變模塊。優(yōu)選地，所述高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器，所述半橋逆變模塊包括有場效應管，所述場效應管與直流供電輸入端連接并由該直流供電輸入端供電。本實用新型與現有技術中的電子鎮(zhèn)流器相比，它具有以下優(yōu)點[0012]本實用新型設計出一種新型結構的高頻電子鎮(zhèn)流器，它包括相互電連接的功率半橋逆變電路單元及高頻阻抗變換匹配電路單元，功率半橋逆變電路單元與直流供電輸入端連接并由該直流供電輸入端供電，高頻阻抗變換匹配電路單元并聯連接在高壓氣體放電燈的兩端，所述高壓氣體放電燈的兩端還并聯連接有高頻脈沖鉗位電路單元。它通過功率半橋逆變電路單元及高頻阻抗變換匹配電路單元來實現對高壓氣體放電燈的供電，期間，高頻阻抗變換匹配電路單元對半橋振蕩信號進行阻抗轉換匹配，達到恒功率供電，使電路的工作穩(wěn)定性和可靠性大大提高；通過高頻脈沖鉗位電路單元對高頻觸發(fā)脈沖進行鉗位，保證高壓氣體放電燈燈管工作在安全的觸發(fā)電壓，減小了電極的濺射，保障了燈管的使用壽命，整體產品效率高、可靠性好且電路結構簡化的高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器，它能有效解決聞頻狀態(tài)下啟動觸發(fā)脈沖過大而弓I起的電極灘射加快的問題；另外聞頻匹配網絡還可以取代高壓氣體放電燈外加觸發(fā)電路，簡化了電路結構，降低了制作成本。
附圖I為本實用新型最佳實施例的結構原理圖。附圖2為實用新型提供的低阻抗串聯諧振電路模塊及高壓氣體放電燈擊穿導通IU的等效電路圖。附圖3為實用新型提供的低阻抗串聯諧振電路模塊及高壓氣體放電燈擊穿導通后的等效電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述。根據圖I所示，本實用新型所述的高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器，它包括相互電連接的功率半橋逆變電路單元I及高頻阻抗變換匹配電路單元2，功率半橋逆變電路單元I與一直流供電輸入端VDD連接并由該直流供電輸入端VDD供電，高頻阻抗變換匹配電路單元2并聯連接在高壓氣體放電燈3的兩端，所述高壓氣體放電燈3的兩端還并聯連接有高頻脈沖鉗位電路單元4。高頻阻抗變換匹配電路單元2內設置有由阻抗電感LI與阻抗電容Cl串聯連接而成的低阻抗串聯諧振電路模塊21。低阻抗串聯諧振電路模塊21與功率半橋逆變電路單元I之間設置有連接電容C2。本實施例所述高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器，所述功率半橋逆變電路單元I包括有兩個半橋逆變模塊11，該半橋逆變模塊11包括有場效應管V，所述場效應管V與直流供電輸入端VDD連接并由該直流供電輸入端VDD供電。本實施例的電路原理圖如圖I所示，高壓氣體放電燈3(以下簡稱HID燈)，其工作頻率在設定在650-1500kHZ之間，遠離了 HID燈聲頻共振多發(fā)窗口，且有效克服了頻閃現象。通過高頻阻抗變換匹配電路單元2，有效實現功率半橋逆變電路單元I中的功率場效應管V的功耗小、溫升低效果，大大提高電路工作的安全可靠性。高頻阻抗變換匹配電路單元2中的阻抗電感LI與阻抗電容Cl構成低阻抗串聯諧振電路模塊21，如圖I所示.由于電感LI與阻抗電容Cl構成的低阻抗串聯諧振電路模塊21的空載品質因數為QtT,,其值一般都在幾至幾十范圍內。當HID燈未擊穿導通時，其呈現容性，可等效為一個電容CO，如圖2所示，CO的值一般為10至20PF，由電容阻抗及阻抗電容Cl >> CO可知，電容CO阻抗遠遠大于阻抗電容Cl阻抗，則HID燈兩端可視為趨近于開路。當阻抗電感LI、阻抗電容Cl串聯諧振時，A點電壓提升了 Q倍。設本實施例電路直流供電電壓為400V，則A點電壓400XQ串可達3KV，甚至更高，完全滿足HID燈點火電壓要求(HID燈點火電壓一般為05-4KV)，簡化了電路，降低制造成本。當HID燈點火成功時，阻抗電容Cl兩端電壓迅速下降為略小于供電電壓400V，同時HID燈呈現純電阻特性，此時HID燈可等效為一個電阻R0。如圖3所示，電阻RO與電感L2串聯，并與阻抗電容Cl構成高阻抗并聯諧振回路5。當電路諧振時，阻抗電容Cl兩端電壓保持不變，而流經阻抗電容Cl的電流得到提升，且與流經由電阻R0、電感L2構成的支路的電流大小相等，相位相反。由此可知，流經電阻RO的電流也提升了相應的倍數。采用并聯諧振方式把流經HID燈的電流放大，為HID燈火成功后向弧光放電轉換提供了足夠擊穿電流。HID燈進入正常穩(wěn)定工作狀態(tài)時，其兩端電壓為燈管額定電壓，這時，阻抗電感LI、電感L2起限流作用，使HID燈的輸入功率恒定，有效的確保燈的安全工作，保證了燈的使用壽命。通過低阻抗串聯諧振電路模塊21與高阻抗并聯諧振回路5的高頻匹配網絡，提高功率半橋電路的轉換效率，降低了功率場效應管V的功耗，使電路工作更穩(wěn)定，電子鎮(zhèn)流器工作更可靠。 本實用新型電路還具有另一功能高頻脈沖鉗位電路單元4，旨在保護燈管免受過人高頻脈沖沖擊，降低電極的濺射，保證燈管的使用壽命。根據實驗可知，HID燈在冷燈啟動時，具觸發(fā)電壓約為1-15KV，而當接通電源時，阻抗電感LI與阻抗電容Cl構成的低阻抗串聯諧振電路模塊21把電源電壓有效值提升了一定倍，當HID燈擊穿導通后，A點電壓下降為略小于電路直流供電電壓，同時通過L2、阻抗電容Cl并聯諧振把流過HID燈、L2支路的電流有效值提升了一定倍。本實用新型設定的電路直流供電電壓為400V，則阻抗電感LI、阻抗電容Cl中點A的電壓為400X相應倍數，如圖2所示。由于諧振電路的Q值一般都在幾至幾十范圍內，此時電壓高達3KV，甚至更高；而根據并聯諧振特點可知，此時流經HID燈的電流由于觸發(fā)能量等于觸發(fā)的電壓與電流的乘積，當觸發(fā)能量過大，產生的電場過強，造成電極濺射過劇而加快電極老化甚至損壞，同時隨著電極的老化加劇會造成HID燈啟動變得困難，觸發(fā)電壓要求變得更高，觸發(fā)能量要求越來越大，如此不斷惡循環(huán)下去，大大縮短了燈管的使用壽命。為防止HID燈觸發(fā)能量過大，觸發(fā)電壓過高，產生的電場過強而導致電極損壞或加速老化的問題，在HID燈兩端設置了瞬變鉗位二極管VD6、VD7，如圖3所示，把燈管的觸發(fā)電壓設定在1760V，確保HID燈工作在安全的觸發(fā)電壓范圍內，使觸發(fā)能量不致過大，產生的電場不會過強，減緩了電極的濺射，保證燈管的工作安全及使用壽命。同時瞬變鉗位二極管VD6、VD7與電感L2構成放電回路，在過高脈沖觸發(fā)點燈時，電感L2起到對流過瞬變鉗位二極管VD6、VD7電流的限制及吸收作用，同時在熱燈無法啟動或燈泡脫落時為阻抗電感LI、阻抗電容Cl串聯電路提供了放電的支路，為功率半橋電路提供了一個假負載，提高了電路工作安全可靠性。綜上可知，本實用新型通過高頻阻抗變換匹配電路單元2對半橋振蕩信號進行阻抗轉換匹配，達到恒功率供電，使電路的工作穩(wěn)定性和可靠性大大提高；通過高頻脈沖鉗位電路單元4對高頻觸發(fā)脈沖進行鉗位，保證高壓氣體放電燈3燈管工作在安全的觸發(fā)電壓，減小了電極的濺射，保障了燈管的使用壽命，整體產品效率高、可靠性好且電路結構簡化的聞壓氣體放電燈的聞頻電子鎮(zhèn)流器，它能有效解決聞頻狀態(tài)下啟動觸發(fā)脈沖過大而弓I起的電極濺射加快的問題；另外高頻匹配網絡還可以取代高壓氣體放電燈3外加觸發(fā)電路，簡化了電路結構，降低了制作成本。
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權利要求1.一種高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器，其特征在于它包括相互電連接的功率半橋逆變電路單元(I)及高頻阻抗變換匹配電路單元(2)，功率半橋逆變電路單元(I)與一直流供電輸入端(VDD)連接并由該直流供電輸入端(VDD)供電，高頻阻抗變換匹配電路單元(2)并聯連接在高壓氣體放電燈(3)的兩端，所述高壓氣體放電燈(3)的兩端還并聯連接有高頻脈沖鉗位電路單元(4)。
2.根據權利要求I所述高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述高頻阻抗變換匹配電路單元(2)內設置有由阻抗電感(LI)與阻抗電容(Cl)串聯連接而成的低阻抗串聯諧振電路ネ吳塊(21)。
3.根據權利要求2所述高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述低阻抗串聯諧振電路模塊(21)與功率半橋逆變電路單元(I)之間設置有連接電容(C2)。
4.根據權利要求I或2或3所述高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所 述功率半橋逆變電路單元(I)包括有兩個半橋逆變模塊(11)。
5.根據權利要求4所述高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述半橋逆變模塊包括有場效應管(V)，所述場效應管(V)與直流供電輸入端(VDD)連接并由該直流供電輸入端(VDD)供電。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓氣體放電燈的高頻電子鎮(zhèn)流器，它包括相互電連接的功率半橋逆變電路單元及高頻阻抗變換匹配電路單元，功率半橋逆變電路單元與一直流供電輸入端連接并由該直流供電輸入端供電，高頻阻抗變換匹配電路單元并聯連接在高壓氣體放電燈的兩端，所述高壓氣體放電燈的兩端還并聯連接有高頻脈沖鉗位電路單元。本實用新型效率高、可靠性好且電路結構簡化，它能有效解決高頻狀態(tài)下啟動觸發(fā)脈沖過大而引起的電極濺射加快的問題，降低了制作成本。
文檔編號H05B41/282GK202514148SQ20122011855
公開日2012年10月31日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權日2012年3月26日
發(fā)明者黃基華, 黃太群 申請人:黃基華, 黃太群