專利名稱:一種帶新型正負倍壓串聯(lián)點火電路結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于高壓氣體放電燈的帶新型正負倍壓串聯(lián)點火電路結(jié)構(gòu)的電 子鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù):
高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器包括高壓點火電路與穩(wěn)態(tài)電源供應(yīng)電路,點火電路與 穩(wěn)態(tài)電源供應(yīng)電路一般可以采用串聯(lián)與并聯(lián)方式。穩(wěn)態(tài)電源供應(yīng)電路包括直流升壓電路和 全橋逆變電路。點火電路的高壓發(fā)生電路一般有單級升壓電路、雙級升壓電路。串聯(lián)的單級升壓電路,如圖1所示,此電路一般要求匝比很高,因高壓線圈流過燈 電流,所用導(dǎo)線不能太細,這樣會使高壓變壓器體積做的很大。并聯(lián)的單級升壓電路,如圖2所示,可將高壓側(cè)線圈導(dǎo)線做的很細,但燈需要串聯(lián) 另外的鎮(zhèn)流電感,這樣電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)的體積也會很大。雙級升壓電路,如圖3所示,在產(chǎn)生高壓的同時,高壓側(cè)繞組起到電子鎮(zhèn)流器電感 的作用,可降低系統(tǒng)的體積和重量。采用在前級反激變壓器的副邊加輔助繞組的辦法,但增 加了反激變壓器的體積和制作難度。為了能減小變壓器體積,又能產(chǎn)生高壓,現(xiàn)有點火電路采用倍壓串聯(lián)點火電路結(jié) 構(gòu),如圖4所示。采用倍壓串聯(lián)點火電路的電子鎮(zhèn)流器包括輸入濾波器、反激變換器、續(xù)弧 電路、全橋逆變電路、倍壓電路、串聯(lián)結(jié)構(gòu)點火電路,利用反激變換器輸出級倍壓整流電路, 只使用了一級升壓變壓器,可降低變壓器的匝比,不會增加變壓器的體積。但在對高壓氣體 放電燈每次進行高壓點火時和啟動過程中,都會使得燈管兩個電極中的一個電極固定為陽 極,另一個電極固定為陰極,這樣的高壓點火電路結(jié)構(gòu)和啟動過程,會使得高壓氣體放電燈 的使用壽命大大降低,而且點火電路效率低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有電子鎮(zhèn)流器的倍壓串聯(lián)式點火電路存在效率低的問題,提供了 一種效率高、結(jié)構(gòu)簡湊的帶新型正負倍壓串聯(lián)點火電路結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器。本發(fā)明的技術(shù)方案
一種帶新型正負倍壓串聯(lián)點火電路結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器,包括依次級聯(lián)連接的用于隔斷 蓄電池與本裝置之間的高頻干擾的輸入濾波器、用于把輸入為蓄電池等級的直流電壓升高 的DC-DC反激變換器、用于把高壓直流電變換為高壓方波電壓的DC-AC全橋逆變電路,所述 輸入濾波器的前端連接有蓄電池,所述DC-AC全橋逆變電路上并聯(lián)連接有當(dāng)高壓氣體放電 燈的兩個電極被擊穿時,短暫地為高壓氣體放電燈提供能量的續(xù)弧電路,其特征在于所述 DC-AC全橋逆變電路上串聯(lián)有用于產(chǎn)生擊穿高壓氣體放電燈兩個電極的高壓的正負倍壓串 聯(lián)點火電路;所述正負倍壓串聯(lián)點火電路包括正倍壓電路和負倍壓電路,所述正、負倍壓電 路的輸出端分別與雙觸點繼電器連接,所述雙觸點繼電器與升壓電路連接,所述升壓電路 與高壓氣體放電燈連接;所述正倍壓電路包括第三電容,所述第三電容的第一端與DC-DC反激變換器的輸出 端第一二極管的陽極及其次級繞組的第二端相連,所述第三電容的第二端與第三二極管的 陰極及第四二極管的陽極連接,所述第三二極管的陽極與第一二極管的陰極及第四電容的 第一端連接,所述第四二極管的陰極與第四電容的第二端相連并一起連接到雙觸點繼電器 上;
所述負倍壓電路包括第五電容,所述第五電容的第一端與DC-DC反激變換器的次級 繞組的第一端及第二二極管的陰極相連,所述第五電容的第二端與第五二極管的陽極及第 六二極管的陰極連接,所述第五二極管的陰極與第二二極管的陽極及第六電容的第一端連 接,所述第六二極管的陽極與第六電容的第二端相連并一起連接到雙觸點繼電器上。進一步,所述升壓電路包括限流電阻,所述限流電阻第一端與雙觸點繼電器的輸 出端相連,所述限流電阻的第二端與點火電容器第一端及高壓雙向觸發(fā)二極管第一端相 連,所述點火電容器第二端接地,所述高壓雙向觸發(fā)二極管的第二端與點火變壓器的低壓 側(cè)第一端相連,所述點火變壓器的高壓側(cè)第一端與高壓氣體放電燈第一端相連,所述高壓 氣體放電燈的第二端與阻隔低頻電容的第一端、壓敏電阻的第一端、DC-AC全橋逆變電路的 第二電感相連,所述阻隔低頻電容的第二端、壓敏電阻的第二端與點火變壓器的高壓側(cè)第 二端相連并一起連接到DC-AC全橋逆變電路的第三電感上。高壓氣體放電燈的啟動過程從暫態(tài)至穩(wěn)態(tài)共分為電壓擊穿、輝光放電、輝光轉(zhuǎn)弧 光放電、弧光放電(穩(wěn)態(tài)工作)等四個階段,如圖5所示具體狀態(tài)過渡過程。暫態(tài)時間的長 短與輝光轉(zhuǎn)弧光階段供給燈管的功率大小有關(guān),若于輝光轉(zhuǎn)弧光期間加一較大的功率給燈 管,將使得燈管溫度上升的速度加快,而縮短了高壓氣體放電燈的暫態(tài)時間,使燈管能較快 的進入穩(wěn)態(tài)工作。啟動期間,電子鎮(zhèn)流器要經(jīng)歷高壓擊穿、電流接續(xù)、預(yù)熱維弧3個階段。高壓啟 動電路是高壓氣體放電燈能否瞬間點亮的基礎(chǔ)。但輝光放電后慣性和濾波電路的延遲 使直流變換器和檢測回路很難有較快的響應(yīng)速度,所以電子鎮(zhèn)流器里面要包含電流接續(xù) (take-over)電路,它將電容預(yù)先儲存的能量為燈提供一較大的瞬間電流,保證輝光到弧光 的可靠過渡。本發(fā)明對點火電容器共有兩種充電方式當(dāng)雙觸點繼電器的“1 - 3”閉合時,通 過正倍壓電路的輸出端、雙觸點繼電器、限流電阻對點火電容器進行充電,其極性為左正右 負;當(dāng)雙觸點繼電器的“2 - 3”閉合時,通過負倍壓電路的輸出端、雙觸點繼電器、限流電阻 對點火電容器充電,其極性為左負右正。不管點火電容器的極性如何,只要其兩端的電壓達 到高壓雙向觸發(fā)二極管的崩潰電壓后,便擊穿導(dǎo)通,點火電容器通過點火變壓器的低壓側(cè) 放電,同時把能量傳遞到高壓側(cè)。由點火變壓器高壓繞組、高壓氣體放電燈以及壓敏電阻組 成閉環(huán)回路。當(dāng)點火電容器的極性為左正右負時,則對應(yīng)著高壓氣體放電燈的上面電極承 受正的高壓,使得燈管擊穿;當(dāng)點火電容器的極性為左負右正時,則對應(yīng)著高壓氣體放電燈 的下面電極承受正的高壓,使得燈管擊穿。續(xù)流階段,電路的工作方式如下續(xù)流電路的第七電容器通過由第七二極管、第二 電阻、高壓氣體放電燈、DC-AC全橋逆變電路的第二電感、第三電感、點火變壓器高壓側(cè)以及 DC-AC全橋逆變電路中閉合的開關(guān)管組成的回路來使得高壓氣體放電燈達到維弧的功能。 在續(xù)流時,全橋電路中的四個開關(guān)管的閉合要與前面雙觸點繼電器相配合。
當(dāng)高壓氣體放電燈進入輝光轉(zhuǎn)弧光以及弧光放電階段后,程序控制讓全橋電路工 作在交替導(dǎo)通狀態(tài),這樣就可以在燈管兩端得到幾百Hz的交流電,維持高壓氣體放電燈的 正常發(fā)光。本發(fā)明的正負倍壓串聯(lián)點火電路結(jié)構(gòu)的高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器,在沒有增 加電路復(fù)雜程度的基礎(chǔ)上,通過選取合理的電子元件和連接方式,容易地實現(xiàn)了提升點火 的電壓值。本發(fā)明中使用正、負倍壓電路、雙觸點繼電器、高壓雙向觸發(fā)二極管(SIDAC)的 優(yōu)越性為在高壓氣體放電燈將要點火時,通過軟件來隨機選擇雙觸點繼電器的閉合方式 ("1 - 3閉合”或者“2 - 3閉合”),可以做到在高壓氣體放電燈整個壽命使用期限內(nèi),每次 點火的高壓由兩個電極均衡的來承擔(dān),這樣有效地延長了燈管的使用壽命。本發(fā)明的有益效果一是可以提升擊穿電壓值,保證一次點火成功率;二是提升 了高壓氣體放電燈的使用壽命、一定程度上節(jié)約了資源。
圖1為高壓氣體放電燈與點火線圈高壓側(cè)相串聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為高壓氣體放電燈與點火線圈高壓側(cè)相并聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為高壓氣體放電燈的兩級升壓點火電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為現(xiàn)有倍壓串聯(lián)式點火電路原理圖。圖5為高壓氣體放電燈從電極被擊穿到恒功率穩(wěn)態(tài)工作的暫態(tài)過渡過程示意圖。圖6為本發(fā)明的電路原理圖。圖7是本發(fā)明的控制流程圖。
具體實施例方式參照圖6,一種帶新型正負倍壓串聯(lián)點火電路結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器,包括依次級聯(lián)連 接的用于隔斷蓄電池1與本裝置之間的高頻干擾的輸入濾波器2、用于把輸入為蓄電池1等 級的直流電壓升高的DC-DC反激變換器3、用于把高壓直流電變換為高壓方波電壓的DC-AC 全橋逆變電路5,所述輸入濾波器2的前端連接有蓄電池1,所述DC-AC全橋逆變電路5上 并聯(lián)連接有當(dāng)高壓氣體放電燈64的兩個電極被擊穿時,短暫地為高壓氣體放電燈64提供 能量的續(xù)弧電路4,所述DC-AC全橋逆變電路5上串聯(lián)有用于產(chǎn)生擊穿高壓氣體放電燈64 兩個電極的高壓的正負倍壓串聯(lián)點火電路6 ;所述正負倍壓串聯(lián)點火電路6包括正倍壓電 路61和負倍壓電路62,所述正倍壓電路61、負倍壓電路62的輸出端分別與雙觸點繼電器 63連接,所述雙觸點繼電器63與升壓電路連接,所述升壓電路與高壓氣體放電燈64連接;
所述正倍壓電路61包括第三電容C3,所述第三電容C3的第一端與DC-DC反激變換器 3的輸出端第一二極管Dl的陽極及其次級繞組Nsl的第二端相連,所述第三電容C3的第 二端與第三二極管D3的陰極及第四二極管D4的陽極連接,所述第三二極管D3的陽極與第 一二極管Dl的陰極及第四電容C4的第一端連接,所述第四二極管D4的陰極與第四電容C4 的第二端相連并一起連接到雙觸點繼電器63上;
所述負倍壓電路62包括第五電容C5,所述第五電容C5的第一端與DC-DC反激變換器 3的次級繞組Nsl的第一端及第二二極管D2的陰極相連,所述第五電容C5的第二端與第 五二極管D5的陽極及第六二極管D6的陰極連接,所述第五二極管D5的陰極與第二二極管D2的陽極及第六電容C6的第一端連接,所述第六二極管D6的陽極與第六電容C6的第二端 相連并一起連接到雙觸點繼電器63上。所述升壓電路包括限流電阻R3,所述限流電阻R3第一端與雙觸點繼電器63的輸 出端相連,所述限流電阻R3的第二端與點火電容器C8第一端及高壓雙向觸發(fā)二極管SIDAC 第一端相連,所述點火電容器C8第二端接地,所述高壓雙向觸發(fā)二極管SIDAC的第二端與 點火變壓器T2的低壓側(cè)第一端相連,所述點火變壓器T2的高壓側(cè)第一端與高壓氣體放電 燈64第一端相連,所述高壓氣體放電燈64的第二端與阻隔低頻電容C9的第一端、壓敏電 阻VSR的第一端、DC-AC全橋逆變電路5的第二電感L2相連,所述阻隔低頻電容C9的第二 端、壓敏電阻VSR的第二端與點火變壓器T2的高壓側(cè)第二端相連并一起連接到DC-AC全橋 逆變電路5的第三電感L3上。高壓氣體放電燈的啟動過程從暫態(tài)至穩(wěn)態(tài)共分為電壓擊穿、輝光放電、輝光轉(zhuǎn)弧 光放電、弧光放電(穩(wěn)態(tài)工作)等四個階段,如圖5所示具體狀態(tài)過渡過程。暫態(tài)時間的長 短與輝光轉(zhuǎn)弧光階段供給燈管的功率大小有關(guān),若于輝光轉(zhuǎn)弧光期間加一較大的功率給燈 管,將使得燈管溫度上升的速度加快,而縮短了高壓氣體放電燈的暫態(tài)時間,使燈管能較快 的進入穩(wěn)態(tài)工作。啟動期間,電子鎮(zhèn)流器要經(jīng)歷高壓擊穿、電流接續(xù)、預(yù)熱維弧3個階段。高壓啟 動電路是高壓氣體放電燈能否瞬間點亮的基礎(chǔ)。但輝光放電后慣性和濾波電路的延遲 使直流變換器和檢測回路很難有較快的響應(yīng)速度,所以電子鎮(zhèn)流器里面要包含電流接續(xù) (take-over)電路,它將電容預(yù)先儲存的能量為燈提供一較大的瞬間電流,保證輝光到弧光 的可靠過渡。本發(fā)明對點火電容器共有兩種充電方式當(dāng)雙觸點繼電器63的“1 - 3”閉合時, 通過正倍壓電路61的輸出端、雙觸點繼電器63、限流電阻R3對點火電容器C8進行充電, 其極性為左正右負;當(dāng)雙觸點繼電器63的“2 - 3”閉合時,通過負倍壓電路62的輸出端、 雙觸點繼電器63、限流電阻R3對點火電容器C8充電,其極性為左負右正。不管點火電容 器C8的極性如何,只要其兩端的電壓達到高壓雙向觸發(fā)二極管SIDAC的崩潰電壓后,便擊 穿導(dǎo)通,點火電容器C8通過點火變壓器T2的低壓側(cè)放電,同時把能量傳遞到高壓側(cè)。由點 火變壓器T2高壓繞組、高壓氣體放電燈64以及壓敏電阻VSR組成閉環(huán)回路。當(dāng)點火電容 器C8的極性為左正右負時,則對應(yīng)著高壓氣體放電燈64的上面電極承受正的高壓,使得燈 管擊穿;當(dāng)點火電容器C8的極性為左負右正時,則對應(yīng)著高壓氣體放電燈64的下面電極承 受正的高壓,使得燈管擊穿。續(xù)流階段,電路的工作方式如下續(xù)流電路4的第七電容器C7通過由第七二極管 D7、第二電阻R2、高壓氣體放電燈64、DC-AC全橋逆變電路5的第二電感L2、第三電感L3、 點火變壓器T2高壓側(cè)以及DC-AC全橋逆變電路5中閉合的開關(guān)管組成的回路來使得高壓 氣體放電燈64達到維弧的功能。在續(xù)流時,全橋電路中的四個開關(guān)管的閉合要與前面雙觸 點繼電器63相配合,具體操作見程序控制流程圖7。當(dāng)高壓氣體放電燈64進入輝光轉(zhuǎn)弧光以及弧光放電階段后,程序控制讓全橋電 路工作在交替導(dǎo)通狀態(tài),這樣就可以在燈管兩端得到幾百Hz的交流電,維持高壓氣體放電 燈的正常發(fā)光。本發(fā)明的正負倍壓串聯(lián)點火電路結(jié)構(gòu)的高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器,在沒有增加電路復(fù)雜程度的基礎(chǔ)上,通過選取合理的電子元件和連接方式,容易地實現(xiàn)了提升點火 的電壓值。本發(fā)明中使用正、負倍壓電路、雙觸點繼電器、高壓雙向觸發(fā)二極管(SIDAC)的 優(yōu)越性為在高壓氣體放電燈將要點火時,通過軟件來隨機選擇雙觸點繼電器的閉合方式 ("1 - 3閉合”或者“2 - 3閉合”),可以做到在高壓氣體放電燈整個壽命使用期限內(nèi),每次 點火的高壓由兩個電極均衡的來承擔(dān),這樣有效地延長了燈管的使用壽命。
本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉,本發(fā)明的保護 范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式,本發(fā)明的保護范圍也及于本領(lǐng)域技 術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求
1.一種帶新型正負倍壓串聯(lián)點火電路結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器,包括依次級聯(lián)連接的用于隔 斷蓄電池與本裝置之間的高頻干擾的輸入濾波器、用于把輸入為蓄電池等級的直流電壓升 高的DC-DC反激變換器、用于把高壓直流電變換為高壓方波電壓的DC-AC全橋逆變電路,所 述輸入濾波器的前端連接有蓄電池,所述DC-AC全橋逆變電路上并聯(lián)連接有當(dāng)高壓氣體放 電燈的兩個電極被擊穿時,短暫地為高壓氣體放電燈提供能量的續(xù)弧電路,其特征在于所 述DC-AC全橋逆變電路上串聯(lián)有用于產(chǎn)生擊穿高壓氣體放電燈兩個電極的高壓的正負倍 壓串聯(lián)點火電路;所述正負倍壓串聯(lián)點火電路包括正倍壓電路和負倍壓電路,所述正、負倍 壓電路的輸出端分別與雙觸點繼電器連接,所述雙觸點繼電器與升壓電路連接,所述升壓 電路與高壓氣體放電燈連接;所述正倍壓電路包括第三電容,所述第三電容的第一端與DC-DC反激變換器的輸出 端第一二極管的陽極及其次級繞組的第二端相連,所述第三電容的第二端與第三二極管的 陰極及第四二極管的陽極連接,所述第三二極管的陽極與第一二極管的陰極及第四電容的 第一端連接,所述第四二極管的陰極與第四電容的第二端相連并一起連接到雙觸點繼電器 上;所述負倍壓電路包括第五電容,所述第五電容的第一端與DC-DC反激變換器的次級 繞組的第一端及第二二極管的陰極相連,所述第五電容的第二端與第五二極管的陽極及第 六二極管的陰極連接,所述第五二極管的陰極與第二二極管的陽極及第六電容的第一端連 接,所述第六二極管的陽極與第六電容的第二端相連并一起連接到雙觸點繼電器上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶新型正負倍壓串聯(lián)點火電路結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器,其特 征在于所述升壓電路包括限流電阻,所述限流電阻第一端與雙觸點繼電器的輸出端相連, 所述限流電阻的第二端與點火電容器第一端及高壓雙向觸發(fā)二極管第一端相連,所述點火 電容器第二端接地,所述高壓雙向觸發(fā)二極管的第二端與點火變壓器的低壓側(cè)第一端相 連,所述點火變壓器的高壓側(cè)第一端與高壓氣體放電燈第一端相連,所述高壓氣體放電燈 的第二端與阻隔低頻電容的第一端、壓敏電阻的第一端、DC-AC全橋逆變電路的第二電感相 連,所述阻隔低頻電容的第二端、壓敏電阻的第二端與點火變壓器的高壓側(cè)第二端相連并 一起連接到DC-AC全橋逆變電路的第三電感上。
全文摘要
一種帶新型正負倍壓串聯(lián)點火電路結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器,包括依次級聯(lián)連接的輸入濾波器、DC-DC反激變換器、DC-AC全橋逆變電路,所述輸入濾波器的前端連接有蓄電池,所述DC-AC全橋逆變電路上并聯(lián)連接有續(xù)弧電路,所述DC-AC全橋逆變電路上串聯(lián)有用于產(chǎn)生擊穿高壓氣體放電燈兩個電極的高壓的正負倍壓串聯(lián)點火電路;所述正負倍壓串聯(lián)點火電路包括正倍壓電路和負倍壓電路,所述正、負倍壓電路的輸出端分別與雙觸點繼電器連接,所述雙觸點繼電器與升壓電路連接,所述升壓電路與高壓氣體放電燈連接。本發(fā)明的有益效果一是可以提升擊穿電壓值,保證一次點火成功率;二是提升了高壓氣體放電燈的使用壽命、一定程度上節(jié)約了資源。
文檔編號H05B41/288GK102006709SQ20101054085
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者張曉峰, 戚軍 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)