專利名稱：高壓鈉燈電子鎮流器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種連接于電源與燈之間的鎮流裝置，尤其是能提高功率因數，節約電能的電子鎮流器。
背景技術：
目前公知的鎮流裝置都是電感式的。使用這種鎮流器，還需配接觸發器和補償電容器。這種鎮流器要消耗大量的有色金屬和矽鋼片。這種鎮流器本身要消耗電功率在20％以上。在運行中由于串入此電感，使全燈功率因數變壞，功率因數降到0.3時，配電設備損耗就會增加到同容量(瓦數)白熾燈的11.1倍。用電感鎮流器點燃的鈉燈，電源電壓超過5％時容易自熄，低于10％時光通降低，光色變差。燈泡(管)熄滅后，需要冷卻5～10分鐘才能再啟動燃點。
發明內容鑒于以上原因，本實用新型要解決的技術問題是提供一種采用電子方式鎮流的高壓鈉燈電子鎮流器，它不僅能鎮流，而且能起到觸發器和補償電容器的作用，并且能提高功率因數，降低配電損耗，節約電能，節約有色金屬和矽鋼片，消除頻閃，提高光效，提高色溫和顯色指數，延長燈泡(管)壽命。
本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是本實用新型中有低(頻)通高(頻)阻濾波電路，與此連接的整流電路，與整流電路連接的直流濾波分壓電路，與直充濾波分壓電路連接的延時起動電路，與延時起動電路連接的振蕩變頻電路及光控電路，輸入端與輸出端分別與振蕩變頻電路及光控電路與高壓鈉燈燈管(泡)連接的電感和電容串聯諧電路與電感和電容并聯諧振電路相串聯的功率輸出電路，觸發保護電路直接連接在功率輸出電路之中，光控電路連接于振蕩變頻電路內(參見圖1-圖3)。
上述的低(頻)通高(頻)阻濾波電路中接有電容器C1，電感L1，L2，電容器C2(參見圖2)。
上述的整流電路采用常見的全波橋式整流電路，用晶體二極管VD1—VD4組成(參見圖2)。
上述的直流濾波分壓電路中接有C3，C4及并聯于C3，C4上的電阻R1，R2(參見圖2)。
上述的延時啟動電路中接有電阻R3，電容C5，雙向觸發二極管VD5，電阻R4，晶體二極管VD6(參見圖2)。
上述的振蕩變頻電路中接有場效應晶體三極管VSF1，VSF2，有連接于VSF1的穩壓二極管WD1和VSF2的穩壓二極管WD2，振蕩線圈L3，L4，L5，串聯于振蕩線圈L3上的C6，L4上的C7，并聯于VSF1上的電容C8，電阻R5(參見圖2)。
上述的振蕩變頻電路中可連接入光控電路(參見圖2)。
上述的光控電路中接有L6，小可控硅VT，光敏電阻RG(參見圖2)。
上述的功率輸出電路中接有電感線圈L8與L9和自復保險絲RS組成的串聯諧振電路，串在串聯諧振電路上的電感線圈L7和C10組成的并聯諧振電路(參見圖2)。
上述的觸發保護電路由功率輸出電路中的自復保險絲RS擔任，直接對燈開路時產生的高壓危害進行保護(參見圖2)。
參見圖1-圖2，本實用新型工作時先將220V50HZ交流電經低(頻)通高(頻)阻濾波電路，整流電路和濾波分壓電路整流成直流并濾波，后經振蕩變頻電路和功率輸出電路逆變成20KHZ左右的高頻交流電點燃高壓鈉燈。
和已有的電感鎮流器相比，本實用新型具有如下有益效果1、節能新果顯著以110瓦的高壓鈉燈為例，根據上海亞明燈泡廠提供的普通高壓鈉燈技術參數是線路工作電流1.3A，加鎮流器消耗0.26A而本實用新型電子鎮流器只需線路工作電流0.5A。高壓鈉燈電感鎮流器的線路工作電流消耗是本實用新型電子鎮流器線路工作電流的2.6倍以上，其余規格的鎮流器可以此比較算出，出入不大，可不計較。(線路工作電流包括燈管(泡)必須消耗的電流，另外是配件即鎮流器等消耗的電流，再就是功率因數低帶來的線路(含所有發供電設備)損耗掉的電流)。
2、降低線損突出，高壓鈉燈電感鎮流器的功率因數極低，根據南京電子管廠提供的普通高壓鈉燈不同規格配件參數中功率因數為0.38-0.56，線路損耗特別嚴重，取0.38-0.56的中間數字為0.47，按下式可算出功率損耗ΔPΣ=ΔΣ1cos2φ]]>ΔPΣ=10.472]]>△P∑＝4.53式中△P∑--對應任何COS時之損耗；△P∑--功率因數為1時之損耗不同功率因數之△P∑如表2表2不同COSφ時的△P∑
電感鎮流器帶來的損耗，大大降低了發供電設備的利用效率，增加發供電成本。本實用新型電子鎮流器的線路功率因數達到了頂峰1，允許誤差為0.999L.C，線路基本無損耗，能充分發揮發供電設備的效力，大大降低了發供電的成本，同時節約大量能源(包括廠用電、水、煤、氣)。
3、提高了照明質量，高壓鈉燈配用電感鎮流器時的工作電流，光效，顯色指數，以110W的為例分別為1.3A，90.25，配用電子鎮流器分別為0.5A，210.35。
4、為國家節約大量貴重有色金屬和矽鋼片，以110W的計每只節約銅和矽鋼片3kg以上，功率越大節約越多。
5、元件少，成本低，材料好購，制作簡單容易。
6、性能可靠(1)有延時啟動動保護功能，停電后又突然來電不會損壞鎮流順和燈泡；(2)有軟起動保護功能，起動電流小于工作電流，有利于鎮流器和燈管(泡)延長壽命；(3)有適應電壓波動范圍寬的保護功能，60V-260V燃點穩定不閃爍，消除了聲頻共振；(4)有短路保護功能，短路時自動減少電流接近于零，短路無限時長鎮流器不會損壞，也不會燒保險；(5)開路保護，負載斷線或燈未接入，鎮流器會自動減少電流于零，開路無限時長，鎮流器不會損壞，也不會燒壞保險；(6)無頻閃，可減輕視力疲勞，無噪聲可減輕煩噪，無電器干擾，其它電器設備不受影響；(7)重量輕，110W的只有0.3kg左右；(8)有容鎮流器，觸發器補償電容器為一體的功能，接線少，安裝使用方便；(9)安全、防水、電磁屏蔽，散熱通氣好。
高壓鈉燈電子鎮流器性能指標與高壓鈉燈電感鎮流器性能指標見附表。
本表只列出三種規格鎮流器作比較，可看出電子鎮流器的有益效果。
圖1為本實用新型的電路框圖。
圖2為本實用新型的電路原理圖。
圖3為本實用新型的另一種電路框圖。
參見圖1、圖2，本實有新型中有低(頻)通高(頻)阻濾波電路1，整流電路2，直流濾波分壓電路3，延時起動電路4，振蕩變頻電路和光控電路5，功率輸出電路和觸發保護電路6，功率輸出路和觸發保護電路接高壓鈉燈7。
具體實施方式
低(頻)通高(頻)阻濾波電路1由電容C1電感L1，L2，L3組成，電容器的作用是頻率越高的交流電越能通過，頻率越低通過的交流電越少，容量越小通過的交流電越小，概括起來說，就是電容對交流而言是短路的，對直流而言是起抗拒作用的。電感的作用是，對直流是短路的，對交流是起抗拒作用的，對頻率越高的交流電抗拒力越強。同時這兩電感線圈L1，L2用磁環穿繞，匝數相等，方向相反，高頻諧波從正、負兩個方向來都具有很強的抗拒力。它的工作過程是這樣的，高頻高次諧波到達電容C2時即被C2短路吸收衰減，在C2兩端又被L1，L阻止，通過L1，L2的殘余高次諧波已很小了，再被C1短路吸收衰減，這樣，電子鎮流器對電源就沒有干撓了。低(頻)通高(頻)阻電路對50HZ交流電不起抗拒吸收作用，50HZ交流電能順利通過此電路給整流電路提供電源。
整流電路2，采用單相橋式全波整流由VD1-VD4擔任，整流后的電流經濾波分壓電路送往延時起動電路，振蕩變頻和光控電路，功率輸出電路和保護電路。
濾波分壓電路3，中的C3，C4是串聯分壓給振蕩變頻電路提供交流通路的電容，經過它的濾波可將直流電壓提升到320V(空載)，燈電路啟動工作后能維持在280V以上，它串聯的中心點(即分壓點)之間的電壓空載時為160V，燈電路起動工作后的140V以上，這個電壓提供給振蕩變頻電路，這樣VSF1，VSF2，C3，C4的耐壓都可降低要求選取，濾波分壓電路C3，C4和延時起動保護電路R2，C5之間并聯的電阻R1，R2是為了關斷電源后迅速放掉C3，C4，C5中儲存電壓，保證換修燈管(泡)工作人員的安全設的；R1，R2同時還是C3，C4的均壓保護是阻。
延時啟動電路4，由R3，C5，VD5，R4，VD6組成。VD5是雙向觸發二極管，它的觸發電壓在30V左右。接通電源后R3向C5充電，充電的時間由R3和C5的參數值決定，選擇不同數值的R3或C5，可獲得不同的延時啟動時間，當C5上電壓充至VD5擊穿電壓時，VD5導通，通過R4觸發VSF2柵極(晶體管基極)，一串電脈沖使VSF1導通，產生自由振蕩。VD6在VSF2導通的同時將C5電壓經VSF2漏極(晶體管集電極)至原極(晶體管發射極)迅速放完，延時啟動電路的工作結束，不再起作用。由于延時電路C5充電后電流較大，放電電流也大，為了啟動時VD5，VSF2，VSF1柵原極的安全，在VD5上串接了一只緩流電阻R3。R1阻值很大，消耗電流微弱，R2，R3，R4在電路中都是瞬時參與電路工作的，為了進一步減少自身的電能消耗，電路不設長期參與電路工作的電阻，R4是電路啟動時為VSF2漏極提供一輔助啟動電壓設置的。
振蕩變頻電路和光控電路5，由L3，C6，L4，C7，VSF1，WD1，C8，R5，VSF2，WD2，L5，L8，RS，C9，L7，C10組成。延時起動電路被觸發后產生的自由振蕩，振蕩頻率要受上述元件的制約，振蕩頻率的產生由L3，L4，L5承擔，VSF1，VSF2不斷輸流導通，在L5上形成交流電壓，L3，L4上感應出不斷變化的交流電壓輸入到VSF1，VSF2的柵極，使VSF1，VSF2一直維持輸流導通下去。L5上形成的交流電壓經功率輸出電路至C3，C4的中心點(即分壓點)購成回路。L3，L4，L5的匝數和匝數比定了，振蕩的頻率就定了。VSF1，VSF2接成半橋推挽輸出型式，效率較高。L3上串聯的C6，L4上串聯的C7，隨著VSF1，VSF2的輸流導通和截止逐漸充電，C6，C7充電逐漸飽和，振蕩幅度逐漸加強，振蕩頻率也逐漸升高，燈兩端電壓也逐漸升高。線路電流也逐漸增加，這樣VSF1，VSF2和價格很高的鈉燈燈管(泡)都不受沖擊，有利于電子鎮流器和燈管(泡)延長壽命。C8是校正電容，作用是消除VSF1，VSF2關斷過程產生的寄生振蕩。R5是啟動時給VSF2提供輔助電壓設的。
不加光控電路的電路適合大中城市的道路照使用，北京市路燈管理處就全部使用微機控制路燈，大中城市無必要使用加光控的鎮流器。
加光控電路的是在L3，L4，L5上再附加一組L6和小可控硅VT，光敏電阻RG組成。天亮RG阻值下降，小可控硅VT導通，電感L6短路削弱電感L5的正反饋，使VSF1，VSF2停止工作，燈熄滅。夜晚光敏電阻RG阻值上升，可控硅截止，L6開路，VSF1，VSF2恢復正常工作，燈又亮起來。這種加了光控電路的鎮流器適合鄉鎮的道路照明和其它零星照明場所。
功率輸出電路和觸發保護電路6由L8與RS和C9組成的串聯諧振電路再與L7和C10組成的并聯諧振電路相串聯組成，然后再與C3，C4的中心點(即分壓點)相接，另一端與L5相接，L3與VSF1，VSF2的中心點相接完成回路，高壓鈉燈燈管(泡)接于RS和C9的兩端。串聯諧振電路和并聯諧振電路的位置可以互換，不影響效果。
可按下述方法裝配1、備好機殼，印制板，備好元器件，檢測篩選好元器件，分部組裝。仿效模塊封裝以利防不、防潮。(模志可用塑料封裝，可用金屬封裝)連線總裝后裝入機殼。
2、機殼塑料等封裝的模塊采用金屬外殼以屏蔽電磁輻射，外殼用散熱器組合部分，另一部分開通風窗后與散熱器組合成完整機殼，以便通風散熱，金屬封裝的模塊可用塑料外殼，塑料外殼也要開通風窗。
3、引出接線端子不采用接線柱，用線加絕緣襯套直接引出，以便安裝時接線端的包扎絕緣、防水、防氧化理。
高壓鈉燈電子鎮流器與電感鎮流器性能價格參數比較(表2)
說明1、電子鎮流器節能顯著，降耗特多，其工作電流只有電感鎮流器的260分之100。
2、電子鎮流器的起動電流小于工作電流的軟起動功能和寬電壓范圍適應功能及3項保護功能，促成了電子鎮流器和鈉燈泡壽命增長的原因。
權利要求1.高壓鈉燈電子鎮流器，其特征在于所述的鎮流器中有低(頻)通高(頻)阻濾波電路，與低(頻)通高(頻)阻濾波電路連接的整流電路，與整流電路連接的直流濾波分壓電路，與直流濾波分壓電路連接的延時啟動電路，與延時啟動電路連接的振蕩變頻電路及光控電路，輸入端輸出端分別與振蕩變頻電路及光控電路與高壓鈉燈燈管(泡)連接的電感和電容串聯諧振電路與電感和電容并聯揩振電路相串聯的功率輸出電路，保護電路連接在功率輸出電路之中。
2.如權利要求1所述的電子鎮流器，其特征在于所述的整流電路前接有由C1，L1，L2，C2組成的低(頻)通高(頻)阻濾波電路。
3.如權利要求1所述的高壓鈉燈電子鎮流器，其特征在于所述的濾波分壓電路中有C3，C4，R1、R2。
4.如權利要求1所述的高壓鈉燈電子鎮流器，其特征在于所述的延時起動電路中有R3，C5，VD5，R4，VD6。
5.如權利要求1所述的高壓鈉燈電子鎮流器，其特征在于所述的振蕩變頻電路及光控電路中有場效應晶體三極管VSF1，VSF2，WD1，WD2振蕩線圈L3，L4，L5，串聯于振蕩線圈L3上的C6，串聯于振蕩線圈L4上的C7，有消除VSF1，VSF2關斷過程中產生寄生振蕩的C8，啟動時為VSF2提供輔助電壓的R5。
6.如權利要求1所述的高壓鈉燈電子鎮流器，其特征在于所述的光控電路中有繞于線圈L3，L4，L5上的L6，小可控硅VT，光敏電阻RG。
7.如權利要求1所述的高壓鈉燈電子鎮流器，其特征在于所述的功率輸出電路中有電感線圈L8和RS及C9組成的串聯諧振電路，有和L8，RS和C9串聯的電感線圈L7，C10組成的并聯諧振電路。
8.如權利要求1所述的高壓鈉燈電子鎮流器，其特征在于所述的功率輸出電路中有RS組成的觸發保護電路。
專利摘要本實用新型提供了一種高壓鈉燈電子鎮流器。其特征是鎮流器中有低(頻)通高(頻)阻濾波電路,與此相連接的整流電路,與整流電路連接的直流濾波分壓電路,與直流濾波分壓電路連接的延時啟動電路,與延時啟動電路連接的振蕩變頻電路及光控電路,輸入端與輸出端分別與振蕩變頻電路及光控電路與高壓鈉燈燈管(泡)連接的電感和電容串聯諧振電路,與電感和電容并聯諧振電路相串聯的功率輸出電路和觸發保護電路,觸發保護電路連接在功率輸出電路之中,提高功率因數,消除聲頻共振,節約能源,節約有色金屬和矽鋼片,消除頻閃和噪聲,提高色溫和顯色指數,起動電流小于工作電流,鎮流器及燈管(泡)壽命長。
文檔編號H05B41/28GK2482777SQ00223808
公開日2002年3月20日 申請日期2000年7月31日 優先權日2000年7月31日
發明者高全金 申請人:高全金