專利名稱：氙氣燈高頻電子鎮流器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子鎮流器技術領域，更具體地說是涉及一種應 用于氙氣燈上的高頻電子鎮流器。
背景技術：
HID (High Intensity Discharge)高壓氣體放電燈，亦稱氤氣燈，它 的工作原理是在(UV-CUT)抗紫外線水晶石英玻璃管內，以氙氣 (XENON)與碘化物等惰性氣體填充，然后經過鎮流器將普通民用市 電經高頻轉換并瞬間增壓至23000V左右的脈沖電能，經過高壓脈沖電 能激發石英管內的氙氣電子游離在兩電極之間產生跳電弧光完成點亮 過程。接著提供能自適應燈管管壓的高頻電壓維持氙氣燈管正常發光。 HID高壓氣體放電燈的色溫非常寬，達2700 18000K，還有彩色光的。 具有很好的照明和穿透力；光效非常高，輸出每瓦達到80流明以上， 色溫在4300K 6000K的可達到輸出每瓦接近100流明或以上。可迎合 全世界都推行的節能理念；自身發熱量底，能很好的應用在有特殊要 求的場合。而且使用壽命比傳統的鹵素燈、白識燈泡更長。
目前市面上使用的(HID)照明系統很大一部份都使用低壓直流 電源供電，并只應用在汽車照明和一小部份的工業照明，應用范圍非 常窄。就算有一些采用民用市電供電的產品，但目前比較常用的 (HID)照明系統的控制器(鎮流器)都使用低頻方波輸出，這樣就 存在電路比較復雜，要使用的元件非常多，這種情況下，這類照明系 統的控制器(鎮流器)的造價都很高昂，體積也偏大。在一般民用照明場合是很難被接受的，在推廣應用上造成很大的制約。
實用新型內容
本實用新型的目的就是為了解決現有技術之不足而提供一種適 用范圍廣、造價低、小體積、髙效節能、高穩定、高安全性，能很好 的使用在民用場合的氙氣燈高頻電子鎮流器。
本實用新型是采用如下技術解決方案來實現上述目的 一種氤氣燈高 頻電子鎮流器，其特征在于，它包括依次連接設置的主要由功率晶體管 組成的整流濾波電路、高頻自激振蕩的半橋開關電路及保護電路、主 要由扼流電感及電容組成的耦合電路以及超高壓脈沖啟動電路，整流 濾波電路中設置有電容并接在功率晶體管的集電極與發射極兩端。
作為上述方案的進一步說明，所述整流濾波電路包括由四個二極管 組成的全橋電路以及連接于該全橋電路輸出端的電解電容EC1，該濾波
電路輸出0~300V的直流電源。
所述半橋開關電路由晶體管Q1、 Q2及外圍元件組成，其保護電 路由可控硅T1、電解電容EC2、 二極管D9、 D10以及電阻R7、 R8、 R9、 R10連接組成，電阻R7連接可控硅Tl ， Q2的發射極依次連接二 極管D9、電阻R8，經過電解電容EC2濾波和延時，經R10觸發T1 可控硅導通。
所述耦合電路包括扼流電感L3、電容C6、 C7、 C9，由高頻自激 震蕩的半橋開關電路經電感L3、電容C6、 C7、 C9諧震耦合后形成 65V 450V的高頻正玄波交流電源。
所述耦合電路的扼流電感的電感量為可調的，該扼流電感還連接 有扼流圈電感量適時控制電路，該適時控制電路包括控制調節電感狀態的繼電器RY1、 二極管D12、晶體管Q3、 Q4、電解電容EC3和多
個電阻。
所述超高壓啟動電路其結構由高壓包L2、放電管ZD1，以及二 極管Dll、電阻Rll、電容C8、電阻R12組成，耦合電路的輸出端 連接二極管Dll經電阻Rll限流后給電容C8充電，髙壓包L2的繞 組N1連接放電管ZD1，驅使該放電管ZD1導通的電壓為350V。
本實用新型采用上述技術解決方案所能達到的有益效果是
1 、本實用新型采用采用高頻自激震蕩來實現能自適應氙氣燈管壓 的高頻正玄波電能輸出，達到無頻閃、高效率；采用獨特的輸出濾波 技術解決方案來實現輸出的高頻正玄波的失真降到最低，從而使氙氣 燈不會出現頻閃的現象，更不會出現聲共震的致命情況，使得氤氣燈 的使用壽命長達到更好的保證。
2、本實用新型的氙氣燈高頻電子鎮流器內設有高可靠的保護裝 置，在當氙氣燈管因溫度過高或因氙氣燈管損壞時未能正常點亮會在 兩秒內自動關斷輸出，同時內部電路停止工作；在輸入電壓過高或過 低時因工作電流的變化內部電路也會在兩秒內停止工作，從而達到高 安全性。
3、本實用新型的氙氣燈高頻電子鎮流器內部還設有超高壓啟動電 路，保證每次打開都能正常點亮氤氣燈，在靝氣燈正常點亮后本電路 就即時停止工作，即使點亮失敗，超高壓啟動電路也會在兩秒內停止 工作，避免造成高壓擊傷的危害，達到安全可靠的目的。
4、本實用新型還設有提髙氙氣燈燈管熱態時啟動性能的專用電 路，從而達到讓氮氣燈高頻電子鎮流器完美的實現熱啟動功能，拓寬氙氣燈高頻電子鎮流器的適用范圍，讓其能更好的使用在民用場合， 因為該高頻電子鎮流器可使用普通民用市電供電，這樣對推廣使用帶 來很大的便利。
圖1為本實用新型的HID氤氣燈高頻鎮流器流程及結構示意圖2為本實用新型的HID氤氣燈高頻鎮流器原理圖3a為加入電容前的HID氤氣燈高頻鎮流器濾波示意電路圖3b為加入電容后的HID氙氣燈高頻鎮流器濾波示意電路圖4為本實用新型的HID氤氣燈高頻鎮流器的保護電路圖5為本實用新型的HID氙氣燈高頻鎮流器的高壓啟動電路圖6為HID氙氣燈高頻鎮流器燈管熱態時啟動輔助電路圖。
附圖標記說明1、整流濾波電路2、半橋開關電路3、保護電
路4、耦合電路5、超高壓脈沖啟動電路
具體實施方式
如圖l、圖2所示，本實用新型一種氤氣燈高頻電子鎮流器，它包括 依次連接設置的主要由功率晶體管組成的整流濾波電路1、高頻自激振 蕩的半橋開關電路2及保護電路3、主要由扼流電感及電容組成的耦 合電路4以及超高壓脈沖啟動電路5。
整流濾波電路1包括由四個二極管組成的全橋電路以及連接于該全 橋電路輸出端的電解電容EC1，該濾波電路輸出0 300V的直流電源。 半橋開關電路2由晶體管Q1、 Q2及外圍元件組成，其保護電路3由 可控硅T1、電解電容EC2、 二極管D9、 D10以及電阻R7、 R8、 R9、 R10連接組成，如圖4。具體工作原理由晶體管Q2發射極的對地電阻取樣，該電阻因在工作時流過的電流大小兩端的電壓差也在變
化。二極管D9是采用鍺二極管，以達到導通壓降低的要求。當取樣 點的電壓達到一定高時就會通過二極管D9、電阻R8，再經電解電容 EC2濾波和作一定的延時(延時作用于能正常啟動點亮HID氙氣燈)， 當電壓達到一定高是就會經電阻R10觸發可控硅Tl導通。二極管 D10在可控硅Tl導通后就近似于直接對地，把通過電阻R6供給晶 體管Q1基極的激勵能量吸收掉，達到關斷整個高頻震蕩電路的工作。 電阻R7是提供能量在Tl導通后起一直維持導通的作用，直到關斷 后在重新啟動后方可停止導通。
本實用新型的HID氙氣燈高頻電子鎮流器采用獨特的輸出濾波 技術，如圖3a所示，本圖假設R為HID氙氣燈。因HID氙氣燈的 啟動電壓非常高，達23000V以上，兩端根本沒可能象傳統的日光燈 電子鎮流器一樣在日光燈兩端并接電容來起濾波作用。如不作濾波處 理，輸出波型將寄變，就近似圖下的波型。HID氙氣燈因聲共震而不 停的閃爍，嚴重時HID氙氣燈還會出現爆燈管的情況。正因為這種 原因，HID氙氣燈使用高頻電子鎮流器作控制器是一道非常難以邁過 的門檻。
為成功的將高頻電子鎮流器用作HID氤氣燈控制器，如圖3b的 所示，同樣本實施例還是假設R為HID氙氣燈，將濾播電容放在高 壓包和諧震電感以前，同樣具有濾波的作用，本實施例是將電容并接 在功率晶體管的集電極與發射極兩端，如圖中的C1、 C3。采用該獨
特的輸出濾波技術后，氙氣燈(HID)不會出現頻閃的現象，更不會 出現聲共震的致命情況，實測輸出帶負載后的電壓波型近似圖下的波型。
同時因高頻電子鎮流器在氙氣燈剛剛被點亮時的功率很低，為穩 定后的l/3左右。這種情況下，有時可能會出現在氙氣燈燈管熱態時 點亮失敗。針對上述情況，本實用新型是將一組能在氙氣燈剛啟動時 提高一定功率并延時一定時間的電路，如圖6所示，它將高頻電子鎮
流器內部的扼流電感的電感量做成可調的，在加入由繼電器RY1、 二極管D12、晶體管Q3、 Q4、電解電容EC3和一些相關元件組成的 適時控制電路作適時調整。剛開啟時，控制電路使RY1繼電器吸合 一定的時間。在RY1繼電器吸合的情況下L1電感的電感量被相對的 調低，從而達到繼電器吸合過程中功率會按一定要求提高，達到氙氣 燈燈管熱態時啟動順利的目的。
本實用新型的HID氙氣燈高頻鎮流器的超高壓啟動電路5,如圖5 所示，其結構由高壓包L2、放電管ZD1，以及二極管Dll、電阻Rll、 電容C8、電阻R12組成，工作原理IN端輸入的髙頻正玄波交流電 源經二極管Dll整流后再經電阻Rll限流后給電容C8充電，當電容 兩端的電壓達到350V時通過高壓包繞組N2使放電管ZD1導通，將 電容C8的能量瞬間放掉，電阻Rll限流后持續給電容C8充電，達 到350V時通過高壓包繞組使放電管ZD1導通，周而復始。每個周期 得到一個脈沖電動能，偶合到繞組N2后得到足以點亮HID氙氣燈超 高電壓的脈沖電能供點亮氙氣燈用。當HID氙氣燈正常點亮后氙氣 燈燈管管壓降至85-130V左右，因為放電管ZD1要在300V以上才 可以導通，所以HID氙氣燈高頻鎮流器超高壓啟動電路在氙氣燈正 常點亮后馬上停止工作。如圖2所示，氙氣燈高頻鎮流器的工作原理為普通民用市電經保 險(FUSE)再由D1 D4 二極管組成的全橋整流為直流后再由EC1 電解濾波成 300V左右的直流電源供后級電路；由Q1、 Q2晶體管及 外圍元件組成高頻自激震蕩的半橋開關電路經L3、 C6、 C7、 C9諧 震偶合后，得到65V 450V并可自適應燈管管壓所需的高頻正玄波交 流電源。后經由L2、 ZD1為主再加相關的外圍元件組成的啟動電路 輸出供HID氙氣燈點亮及維持正常發亮。
使用時，先在鎮流器的輸出端接上HID氤氣燈，再將鎮流器的 輸入端接通普通的民用交流市電，便可正常點亮發光，可隨心所欲的 作開關操作，并可直接替代常規的照明設備。
本實用新型并不局限于上述實施例，所述整流濾波電路中還可以針 對一些要求高的應用場合，加入PFC有源功率因數較正電路，這樣 就可把功率因數提高到0.9以上，將諧波降到非常低；同時可實現寬 電壓(85V 263V)輸入。本領域技術人員還可做多種修改和變化，在 不脫離實用新型的精神下，都在本實用新型所要求保護范圍。
權利要求1、一種氙氣燈高頻電子鎮流器，其特征在于，它包括依次連接設置的主要由功率晶體管組成的整流濾波電路、高頻自激振蕩的半橋開關電路及保護電路、主要由扼流電感及電容組成的耦合電路以及超高壓脈沖啟動電路，整流濾波電路中設置有電容并接在功率晶體管的集電極與發射極兩端。
2、 根據權利要求1所述的氙氣燈高頻電子鎮流器，其特征在于，所 述整流濾波電路包括由四個二極管組成的全橋電路以及連接于該全橋電 路輸出端的電解電容EC1，該濾波電路輸出0~300V的直流電源。
3、 根據權利要求1所述的氙氣燈高頻電子鎮流器，其特征在于，所 述半橋開關電路由晶體管Q1、 Q2及外圍元件組成，其保護電路由可 控硅T1、電解電容EC2、 二極管D9、 D10以及電阻R7、 R8、 R9、 R10連接組成，電阻R7連接可控硅Tl ， Q2的發射極依次連接二極管 D9、電阻R8，經過電解電容EC2濾波和延時，經R10觸發T1可控 硅導通。
4、 根據權利要求1所述的氙氣燈高頻電子鎮流器，其特征在于，所 述耦合電路包括扼流電感L3、電容C6、 C7、 C9，由高頻自激震蕩 的半橋開關電路經電感L3、電容C6、 C7、 C9諧震耦合后形成 65V 450V的高頻正玄波交流電源。
5、 根據權利要求1或4所述的氙氣燈高頻電子鎮流器，其特征在于， 所述耦合電路的扼流電感的電感量為可調的，該扼流電感還連接有扼 流圈電感量適時控制電路，該適時控制電路包括控制調節電感狀態的 繼電器RY1、 二極管D12、晶體管Q3、 Q4、電解電容EC3和多個電
6、根據權利要求1所述的氙氣燈高頻電子鎮流器，其特征在于，所:述超高壓啟動電路其結構由高壓包L2、放電管ZD1，以及二極管D11、 電阻Rll、電容C8、電阻R12組成，耦合電路的輸出端連接二極管 Dll經電阻Rll限流后給電容C8充電，高壓包L2的繞組Nl連接 放電管ZD1，驅使該放電管ZD1導通的電壓為350V。
專利摘要本實用新型公開了一種氙氣燈高頻電子鎮流器，其特征在于，它包括依次連接設置的主要由功率晶體管組成的整流濾波電路、高頻自激振蕩的半橋開關電路及保護電路、主要由扼流電感及電容組成的耦合電路以及超高壓脈沖啟動電路，整流濾波電路中設置有電容并接在功率晶體管的集電極與發射極兩端。本實用新型能適用普通民用市電供電，可很好的使用在民用場合，這樣對推廣使用帶來很大的便利，從而可對社會帶來很大的經濟效益，而且關鍵器件采用大電流、高耐壓的晶體管，以及其它高品質的元器件來達到高穩定性，具有造價低、小體積、高效節能、高安全性等優點。
文檔編號H05B41/288GK201341265SQ20092004973
公開日2009年11月4日 申請日期2009年1月6日 優先權日2009年1月6日
發明者寧勤順 申請人:寧勤順