高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器，包括對(duì)輸入的交流電源進(jìn)行濾波的EMI電路、對(duì)EMI電路的輸出信號(hào)進(jìn)行整流的全橋整流電路、將全橋整流電路的輸出信號(hào)逆變?yōu)榈皖l正弦波并供給高壓鈉燈的半橋逆變電路、為高壓鈉燈提供觸發(fā)信號(hào)而將其點(diǎn)亮的觸發(fā)啟動(dòng)電路。其還包括與半橋逆變電路相連接而對(duì)高壓鈉燈提供開(kāi)路和短路保護(hù)的保護(hù)電路。本發(fā)明的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，且其適用于大功率產(chǎn)品，不存在聲諧振現(xiàn)象，具有廣泛的適用性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于高壓鈉燈的電子鎮(zhèn)流器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)家綠色照明的實(shí)施，將新的電力電子技術(shù)廣泛的應(yīng)用到電氣照明中去，已備受矚目，所以尋求，綠色、高效、長(zhǎng)壽命、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)的照明設(shè)備已成為必然。在眾多光源中，高壓鈉燈的光效是最高的，而且其還有壽命長(zhǎng)，顯色性好，光穿透性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被稱(chēng)為第三代的光源來(lái)替代傳統(tǒng)光源，與之匹配的傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器，效率低，體積大，重量重等缺點(diǎn)，已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們對(duì)照明設(shè)備綠色，節(jié)能的要求。所以設(shè)計(jì)一種高效率、高光效、體積小、電磁兼容性?xún)?yōu)良等優(yōu)點(diǎn)的電子鎮(zhèn)流器來(lái)與之匹配。
[0003]目前一般的鎮(zhèn)流器電路結(jié)構(gòu)有如下幾種:
1、如附圖1所示，該鎮(zhèn)流器電路包括全橋整流電路、升壓電路、功率控制電路以及半橋電路。此種電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，元器件多，成本高，主電路中使用電解電容濾波，鎮(zhèn)流器壽命短，且半橋電路輸出波形為交流方波。
[0004]2、如附圖2和附圖3所示，該鎮(zhèn)流器電路包括將交流轉(zhuǎn)為直流的整流電路、升壓電路和半橋逆變電路。此種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，元器件少，主電路中使用電解電容濾波，鎮(zhèn)流器壽命短。半橋輸出波形為交流方波，而且有聲諧振現(xiàn)象。雖然也有變頻技術(shù)的，但不能徹底解決聲諧振現(xiàn)象。
[0005]3、如附圖4和附圖5所示，該鎮(zhèn)流器電路也是由將交流轉(zhuǎn)為直流的整流電路、升壓電路和半橋逆變電路構(gòu)成。此種電路結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，主電路中使用電解電容濾波分壓，鎮(zhèn)流器壽命短，而且母線電壓由升壓電路提升至500V左右，但點(diǎn)火電壓低約250V，僅適用于小功率產(chǎn)品(250W以下)。半橋輸出波形為交流方波。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種解決上述現(xiàn)有的鎮(zhèn)流器電路存在的成本聞、壽命短、有聲諧振現(xiàn)象以及不適用于大功率等問(wèn)題的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器，包括對(duì)輸入的交流電源進(jìn)行濾波的EMI電路、對(duì)所述的EMI電路的輸出信號(hào)進(jìn)行整流的全橋整流電路、將所述的全橋整流電路的輸出信號(hào)逆變?yōu)榈皖l正弦波并供給高壓鈉燈的半橋逆變電路、為所述的高壓鈉燈提供觸發(fā)信號(hào)而將其點(diǎn)亮的觸發(fā)啟動(dòng)電路。
[0008]所述的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器還包括與所述的半橋逆變電路相連接而對(duì)所述的高壓鈉燈提供開(kāi)路和短路保護(hù)的保護(hù)電路。
[0009]所述的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器還包括提供輔助電源的輔助電源電路。
[0010]所述的輔助電源電路為輸入端與所述的全橋整流電路相連接的降壓電路。
[0011]所述的半橋逆變電路包括四只MOS管和兩只電流互感器以及微控制器芯片；其中兩只所述的MOS管串聯(lián)形成第一支路，另外兩只所述的MOS管與兩只所述的電流互感器交替串聯(lián)形成第二支路，所述的第一支路和所述的第二支路相并聯(lián)并分別與所述的微控制器芯片相連接。
[0012]所述的半橋逆變電路的輸出信號(hào)經(jīng)限流電感后供給所述的高壓鈉燈。
[0013]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，且其適用于大功率產(chǎn)品，不存在聲諧振現(xiàn)象，具有廣泛的適用性。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]附圖1為現(xiàn)有的第一種鎮(zhèn)流器的原理框圖。
[0015]附圖2為現(xiàn)有的第二種鎮(zhèn)流器的原理框圖。
[0016]附圖3為現(xiàn)有的第二種鎮(zhèn)流器的電路原理圖。
[0017]附圖4為現(xiàn)有的第三種鎮(zhèn)流器的原理框圖。
[0018]附圖5為現(xiàn)有的第三種鎮(zhèn)流器的電路原理圖。
[0019]附圖6為本發(fā)明的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器原理框圖。
[0020]附圖7為本發(fā)明的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0022]實(shí)施例一:參見(jiàn)附圖6和附圖7所示，一種高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器，包括EMI電路、全橋整流電路、半橋逆變電路和觸發(fā)啟動(dòng)電路。該高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器還可以包括保護(hù)電路和輔助電源電路。
[0023]EMI電路用于對(duì)輸入的交流電源進(jìn)行濾波，該EMI電路包括串接的熱敏電阻NTCl以及并聯(lián)的壓敏電阻ER1。其中，熱敏電阻NTCl用于防止開(kāi)機(jī)瞬間的大電流脈沖損壞其后級(jí)電路，而壓敏電阻ERl用于吸收瞬間的高壓損壞后級(jí)元器件。
[0024]全橋整流電路用于對(duì)EMI電路的輸出信號(hào)進(jìn)行整流，為防止電磁干擾而在整流橋前級(jí)加了 EMI電路，使用單級(jí)高感量共模濾波，有效抑制共模干擾和污染。
[0025]半橋逆變電路用于將全橋整流電路的輸出信號(hào)逆變?yōu)榈皖l正弦波并供給高壓鈉燈。具體的，半橋逆變電路包括四只MOS管Ql，Q2，Q5，Q6和兩只電流互感器CT1，CT2以及微控制器芯片IC1。其中兩只MOS管Q2，Q6串聯(lián)形成第一支路，另外兩只MOS管Ql，Q5與兩只電流互感器CT1，CT2交替串聯(lián)形成第二支路，第一支路和第二支路相并聯(lián)。第一支路和第二支路的一端分別連接至一微控制器芯片IC1，該微控制器芯片ICl用于發(fā)出各種控制信號(hào)以及檢測(cè)電路的工作狀態(tài)等。通過(guò)微控制器芯片ICl可有效控制半橋逆變電路工作在準(zhǔn)臨界模式，提高電源整體效率，使逆變后的波形為低頻正弦波，可有效防止聲諧振的發(fā)生。半橋逆變電路的輸出信號(hào)經(jīng)限流電感后供給高壓鈉燈。
[0026]觸發(fā)啟動(dòng)電路用于為高壓鈉燈提供觸發(fā)信號(hào)而將其點(diǎn)亮。觸發(fā)啟動(dòng)電路包括能夠發(fā)出出發(fā)脈沖信號(hào)的微控制器芯片ICl，其后續(xù)經(jīng)MOS管Q3連接有電感L3，L5，L2組成的高壓發(fā)生電路來(lái)使高壓鈉燈點(diǎn)亮。
[0027]保護(hù)電路與半橋逆變電路相連接而對(duì)高壓鈉燈提供開(kāi)路和短路保護(hù)。開(kāi)路保護(hù)是通過(guò)檢測(cè)流經(jīng)MOS管的電流及橋臂電壓實(shí)現(xiàn)的。短路保護(hù)是通過(guò)檢測(cè)橋臂電壓實(shí)現(xiàn)的，如果電壓小于某個(gè)設(shè)定值則關(guān)斷驅(qū)動(dòng)，使控制電路停止工作。
[0028]輔助電源電路為輸入端與全橋整流電路相連接的降壓電路，其為該鎮(zhèn)流器中的各個(gè)部分提供輔助電源。啟動(dòng)時(shí)由整流橋Dl輸出經(jīng)二極管D27后由芯片U6，電感L6，二極管D30組成降壓電路，降壓后為自身及其它IC供電。
[0029]該鎮(zhèn)流器的工作過(guò)程為:輸入交流市電經(jīng)過(guò)EMI電路和全橋整流電路后，經(jīng)MKP電容C2濾波，經(jīng)二極管D27后由U6，L6，D30組成降壓電路，降至直流14.5V為自身U6及所有的控制電路供電。芯片ICl供電是由VI經(jīng)R60限流和U7穩(wěn)壓后，電壓為+5V。經(jīng)全橋整流后310V直流電壓經(jīng)過(guò)半橋逆變和電感限流后給高壓鈉燈供電，高壓鈉燈兩端電壓為高頻脈沖。啟動(dòng)觸發(fā)電路由IC1，Q3，L3，L5等組成，首先在開(kāi)機(jī)后，ICl產(chǎn)生觸發(fā)脈沖驅(qū)動(dòng)Q3，使Q3導(dǎo)通，電流經(jīng)過(guò)限流電感L3，使電感L5產(chǎn)生電壓，通過(guò)耦合，在L2兩端并產(chǎn)生高壓脈沖，點(diǎn)亮鈉燈。燈亮后，由于鈉燈的電阻特性，開(kāi)始正常工作，電感L2起限流作用以限制燈電流。同時(shí)ICl通過(guò)檢測(cè)橋臂的電壓，及流過(guò)Ql，Q5的電流，燈已點(diǎn)亮，故關(guān)閉觸發(fā)脈沖。當(dāng)燈未點(diǎn)亮?xí)r，ICl輸出3秒觸發(fā)脈沖后，即停止輸出，待3分鐘后重新啟動(dòng)點(diǎn)燈。半橋逆變電路采用由ICl直接輸出驅(qū)動(dòng)脈沖至經(jīng)過(guò)IC擴(kuò)流后驅(qū)動(dòng)MOS管，為了防止聲諧振現(xiàn)象，ICl控制Ql，Q5，Q2，Q6，使半橋逆變后的波形為低頻正弦波，這樣就避免了聲共振。ICl為工業(yè)品等級(jí)的MCU，在本鎮(zhèn)流器中用于產(chǎn)生半橋驅(qū)動(dòng)信號(hào)及觸發(fā)火點(diǎn)信號(hào)，檢測(cè)各種異常狀態(tài)，并發(fā)出保護(hù)命令。本鎮(zhèn)流器的獨(dú)特之處在于其核心電路，即半橋驅(qū)動(dòng)電路的巧妙及可靠。全橋整流后的波形為峰值為VPP的第一象限的正弦波(圖6所示)，ICl根據(jù)設(shè)定的軟件程序，首先ICl產(chǎn)生導(dǎo)通信號(hào)，導(dǎo)通Q2，Q5，然后，第一步:電流流過(guò)CT1，Q2，L2，鈉燈，LI，Q5后入地；第二步:IC1關(guān)閉Ql，Q5，LI釋放能量，電流經(jīng)LI，鈉燈，L2，Q6，Q5，CT2，返回至LI。至此半橋逆變電路將整流后的一個(gè)周期饅頭波，整體幅值下降一半；第三步:IC1發(fā)送導(dǎo)通信號(hào)使Ql，Q6導(dǎo)通，電流經(jīng)Ql，LI，鈉燈，Q6后入地；第四步:IC1關(guān)閉Ql，Q2，LI釋放能量，電流從LI，Ql, CTl, Q2，L2，鈉燈后返回至LI。至此將全橋整流后的第二個(gè)周期的饅頭波翻轉(zhuǎn)至第二象限，并且整體幅值下降一半。在以上工作過(guò)程中CT1，CT2均為ICl提供反饋的輸出電流的信號(hào)，ICl針對(duì)反饋來(lái)的電流信號(hào)，并結(jié)合反饋的電壓信號(hào)來(lái)恒定電流輸出，控制輸出功率恒定，并檢測(cè)開(kāi)路，短路狀態(tài)，作出相應(yīng)的保護(hù)措施。以上為第一次循環(huán)結(jié)束，輸出至鈉燈的波形為頻率為50Hz的正弦波(圖6所示)維持鈉燈點(diǎn)亮。
[0030]該高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器具有完善的EMI電路，準(zhǔn)臨界導(dǎo)通模式的半橋逆變電路，精確的使用MCU軟件控制方式，準(zhǔn)確的保護(hù)，并有延時(shí)重啟動(dòng)功能，在電路恢復(fù)正常或開(kāi)啟失敗下能夠延時(shí)重新啟動(dòng)。
[0031]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于:其包括對(duì)輸入的交流電源進(jìn)行濾波的EMI電路、對(duì)所述的EMI電路的輸出信號(hào)進(jìn)行整流的全橋整流電路、將所述的全橋整流電路的輸出信號(hào)逆變?yōu)榈皖l正弦波并供給高壓鈉燈的半橋逆變電路、為所述的高壓鈉燈提供觸發(fā)信號(hào)而將其點(diǎn)亮的觸發(fā)啟動(dòng)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于:其還包括與所述的半橋逆變電路相連接而對(duì)所述的高壓鈉燈提供開(kāi)路和短路保護(hù)的保護(hù)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于:其還包括提供輔助電源的輔助電源電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于:所述的輔助電源電路為輸入端與所述的全橋整流電路相連接的降壓電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于:所述的半橋逆變電路包括四只MOS管和兩只電流互感器以及微控制器芯片；其中兩只所述的MOS管串聯(lián)形成第一支路，另外兩只所述的MOS管與兩只所述的電流互感器交替串聯(lián)形成第二支路，所述的第一支路和所述的第二支路相并聯(lián)并分別與所述的微控制器芯片相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于:所述的半橋逆變電路的輸出信號(hào)經(jīng)限流電感后供給所述的高壓鈉燈。
【文檔編號(hào)】H05B41/288GK104320897SQ201410610856
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】陳冉, 于德鈞 申請(qǐng)人:太倉(cāng)電威光電有限公司