專利名稱：一種帶新型輔助繞組串聯式點火電路結構的電子鎮流器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于高壓氣體放電燈的帶新型輔助繞組串聯式點火電路結 構的電子鎮流器。
背景技術：
高壓氣體放電燈電子鎮流器包括高壓點火電路與穩態電源供應電路，點火電路與 穩態電源供應電路一般可以采用串聯與并聯方式。穩態電源供應電路包括直流升壓電路和 全橋逆變電路。點火電路的高壓發生電路一般有單級升壓電路、雙級升壓電路。串聯的單級升壓電路，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，所用導線不能太細，這樣會使高壓變壓器體積做的很大。并聯的單級升壓電路，如圖2所示，可將高壓側線圈導線做的很細，但燈需要串聯 另外的鎮流電感，這樣電子鎮流器系統的體積也會很大。雙級升壓電路，如圖3所示，在產生高壓的同時，高壓側繞組起到電子鎮流器電感 的作用，可降低系統的體積和重量。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，又能產生高壓，現有點火電路采用倍壓串聯點火電路結 構，如圖4所示。采用倍壓串聯點火電路的電子鎮流器包括輸入濾波器、反激變換器、續弧 電路、全橋逆變電路、倍壓電路、串聯結構點火電路，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構和啟動過程，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。
發明內容本實用新型要解決現有電子鎮流器的倍壓串聯式點火電路存在效率低的問題，提 供了一種效率高、結構簡湊的帶新型輔助繞組串聯式點火電路結構的電子鎮流器。本實用新型的技術方案 一種帶新型輔助繞組串聯式點火電路結構的電子鎮流器，包括依次級聯連接的用 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連接有當高壓 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弧電路，其特征 在于所述DC-AC全橋逆變電路上串聯有用于產生擊穿高壓氣體放電燈兩個電極的高壓的 輔助繞組串聯式點火電路；所述輔助繞組串聯式點火電路包括正輔助繞組倍壓電路和負輔 助繞組倍壓電路，所述正、負輔助繞組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；[0010]所述正輔助繞組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正輔助繞組的第一端相連，所述正輔助繞組的第一端與 DC-DC反激變換器的第一繞組的第一端是同名端，所述正輔助繞組的第二端與第二二極管 的陽極相連，所述第二二極管的陰極與第三電容的第二端、雙觸點繼電器相連；所述負輔助繞組倍壓電路包括第七電容，所述第三電容的第一端與負輔助繞組的 第一端相連，所述負輔助繞組的第一端與DC-DC反激變換器的第一繞組的第一端是同名 端，所述負輔助繞組的第二端與第四二極管的陽極相連，所述第四二極管的陰極與第七電 容的第二端相連并接地。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，所述高壓雙向觸發二極管的第二端與點火變壓器的低壓 側第一端相連，所述點火變壓器的高壓側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至穩態共分為電壓擊穿、輝光放電、輝光轉弧 光放電、弧光放電(穩態工作)等四個階段，如圖5所示具體狀態過渡過程。暫態時間的長 短與輝光轉弧光階段供給燈管的功率大小有關，若于輝光轉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時間，使燈管能較快 的進入穩態工作。
啟動期間，電子鎮流器要經歷高壓擊穿、電流接續、預熱維弧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。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速度，所以電子鎮流器里面要包含電流接續 (take-over)電路，它將電容預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。本實用新型對點火電容器共有兩種充電方式當雙觸點繼電器的“1 - 3”閉合時， 通過正輔助繞組的輸出端、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；當雙觸點繼電器的“2 - 3”閉合時，通過負輔助繞組的輸出端、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 達到高壓雙向觸發二極管的崩潰電壓后，便擊穿導通，點火電容器通過點火變壓器的低壓 側放電，同時把能量傳遞到高壓側。由點火變壓器高壓繞組、高壓氣體放電燈以及壓敏電阻 組成閉環回路。當點火電容器的極性為左正右負時，則對應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；當點火電容器的極性為左負右正時，則對應著高壓氣體放電 燈的下面電極承受正的高壓，使得燈管擊穿。續流階段，電路的工作方式如下續流電路的第四電容器通過由第三二極管、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、點火變壓器高壓側以及 DC-AC全橋逆變電路中閉合的開關管組成的回路來使得高壓氣體放電燈達到維弧的功能。 在續流時，全橋電路中的四個開關管的閉合要與前面雙觸點繼電器相配合。當高壓氣體放電燈進入輝光轉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通狀態，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 正常發光。本實用新型的輔助繞組串聯式點火電路結構的高壓氣體放電燈電子鎮流器，在沒有增加電路復雜程度的基礎上，通過選取合理的電子元件和連接方式，容易地實現了提升 點火的電壓值。本實用新型中使用正、負兩組輔助繞組、雙觸點繼電器、高壓雙向觸發二極 管(SIDAC)的優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，每次點火的高壓由兩個電極均衡的來承擔，這樣有效地延長了燈管的使用壽命。本實用新型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、一定程度上節約了資源。
圖1為高壓氣體放電燈與點火線圈高壓側相串聯的結構示意圖。圖2為高壓氣體放電燈與點火線圈高壓側相并聯的結構示意圖。圖3為高壓氣體放電燈的兩級升壓點火電路的結構示意圖。圖4為現有倍壓串聯式點火電路原理圖。圖5為高壓氣體放電燈從電極被擊穿到恒功率穩態工作的暫態過渡過程示意圖。圖6為本實用新型的電路原理圖。圖7是本實用新型的控制流程圖。
具體實施方式
參照圖6，一種帶新型輔助繞組串聯式點火電路結構的電子鎮流器，包括依次級聯 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上并聯連接有當高壓氣體放電燈62的兩個電極被擊穿時，短暫地為高壓氣體放電燈62提 供能量的續弧電路4，所述DC-AC全橋逆變電路5上串聯有用于產生擊穿高壓氣體放電燈 62兩個電極的高壓的輔助繞組串聯式點火電路6 ；所述輔助繞組串聯式點火電路6包括正 輔助繞組倍壓電路和負輔助繞組倍壓電路，所述正、負輔助繞組倍壓電路的輸出端分別與 雙觸點繼電器61連接，所述雙觸點繼電器61與升壓電路連接，所述升壓電路與高壓氣體放 電燈62連接；所述正輔助繞組倍壓電路包括第三電容C3，所述第三電容C3的第一端與DC-DC反 激變換器2的輸出端第一二極管Dl的陽極及正輔助繞組Ns2的第一端相連，所述正輔助繞 組Ns2的第一端與DC-DC反激變換器2的第一繞組Np的第一端是同名端，所述正輔助繞組 Ns2的第二端與第二二極管D2的陽極相連，所述第二二極管D2的陰極與第三電容C3的第 二端、雙觸點繼電器61相連；所述負輔助繞組倍壓電路包括第七電容C7，所述第三電容C7的第一端與負輔助 繞組Ns3的第一端相連，所述負輔助繞組Ns3的第一端與DC-DC反激變換器2的第一繞組 Np的第一端是同名端，所述負輔助繞組Ns3的第二端與第四二極管D4的陽極相連，所述第四二極管D4的陰極與第七電容C7的第二端相連并接地。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61的輸 出端相連，所述限流電阻R3的第二端與點火電容器C5第一端及高壓雙向觸發二極管SIDAC 第一端相連，所述點火電容器C5第二端接地，所述高壓雙向觸發二極管SIDAC的第二端與 點火變壓器T2的低壓側第一端相連，所述點火變壓器T2的高壓側第一端與高壓氣體放電 燈62第一端相連，所述高壓氣體放電燈62的第二端與阻隔低頻電容C6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C6的第二 端、壓敏電阻VSR的第二端與點火變壓器T2的高壓側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至穩態共分為電壓擊穿、輝光放電、輝光轉弧 光放電、弧光放電(穩態工作)等四個階段，如圖5所示具體狀態過渡過程。暫態時間的長 短與輝光轉弧 光階段供給燈管的功率大小有關，若于輝光轉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時間，使燈管能較快 的進入穩態工作。啟動期間，電子鎮流器要經歷高壓擊穿、電流接續、預熱維弧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。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速度，所以電子鎮流器里面要包含電流接續 (take-over)電路，它將電容預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。本實用新型對點火電容器共有兩種充電方式當雙觸點繼電器61的“1 - 3”閉合 時，通過正輔助繞組Ns2的輸出端、雙觸點繼電器61、限流電阻R3對點火電容器C5進行充 電，其極性為左正右負；當雙觸點繼電器61的“2 - 3”閉合時，通過負輔助繞組Ns3的輸出 端、雙觸點繼電器61、限流電阻R3對點火電容器C5充電，其極性為左負右正。不管點火電 容器C5的極性如何，只要其兩端的電壓達到高壓雙向觸發二極管SIDAC的崩潰電壓后，便 擊穿導通，點火電容器C5通過點火變壓器T2的低壓側放電，同時把能量傳遞到高壓側。由 點火變壓器T2高壓繞組、高壓氣體放電燈62以及壓敏電阻VSR組成閉環回路。當點火電 容器C5的極性為左正右負時，則對應著高壓氣體放電燈62的上面電極承受正的高壓，使得 燈管擊穿；當點火電容器C5的極性為左負右正時，則對應著高壓氣體放電燈62的下面電極 承受正的高壓，使得燈管擊穿。續流階段，電路的工作方式如下續流電路4的第四電容器C4通過由第三二極管 D3、第二電阻R2、高壓氣體放電燈62、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高壓側以及DC-AC全橋逆變電路5中閉合的開關管組成的回路來使得高壓 氣體放電燈62達到維弧的功能。在續流時，全橋電路中的四個開關管的閉合要與前面雙觸 點繼電器相配合，具體操作見程序流程圖中說明，見圖7。當高壓氣體放電燈62進入輝光轉弧光以及弧光放電階段后，程序控制讓全橋電 路工作在交替導通狀態，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 燈的正常發光。本實用新型的輔助繞組串聯式點火電路結構的高壓氣體放電燈電子鎮流器，在沒 有增加電路復雜程度的基礎上，通過選取合理的電子元件和連接方式，容易地實現了提升點火的 電壓值。本實用新型中使用正、負兩組輔助繞組、雙觸點繼電器61、高壓雙向觸發二 極管SIDAC的優越性為在高壓氣體放電燈62將要點火時，通過軟件來隨機選擇雙觸點繼 電器61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62整 個壽命使用期限內，每次點火的高壓由兩個電極均衡的來承擔，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容僅僅是對實用新型構思的實現形式的列舉，本實用新 型的保護范圍的不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護范圍也 及于本領域技術人員根據本實用新型構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求1.一種帶新型輔助繞組串聯式點火電路結構的電子鎮流器，包括依次級聯連接的用于 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連接有當高壓氣體 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弧電路，其特征在于 所述DC-AC全橋逆變電路上串聯有用于產生擊穿高壓氣體放電燈兩個電極的高壓的輔助 繞組串聯式點火電路；所述輔助繞組串聯式點火電路包括正輔助繞組倍壓電路和負輔助繞 組倍壓電路，所述正、負輔助繞組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；所述正輔助繞組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正輔助繞組的第一端相連，所述正輔助繞組的第一端與 DC-DC反激變換器的第一繞組的第一端是同名端，所述正輔助繞組的第二端與第二二極管 的陽極相連，所述第二二極管的陰極與第三電容的第二端、雙觸點繼電器相連；所述負輔助繞組倍壓電路包括第七電容，所述第三電容的第一端與負輔助繞組的第一 端相連，所述負輔助繞組的第一端與DC-DC反激變換器的第一繞組的第一端是同名端，所 述負輔助繞組的第二端與第四二極管的陽極相連，所述第四二極管的陰極與第七電容的第 二端相連并接地。
2.根據權利要求1所述的一種帶新型輔助繞組串聯式點火電路結構的電子鎮流器，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，所述高壓雙向觸發二極管的第二端與點火變壓器的低壓側第一端 相連，所述點火變壓器的高壓側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。
專利摘要一種帶新型輔助繞組串聯式點火電路結構的電子鎮流器，包括依次級聯連接的輸入濾波器、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連接有續弧電路，所述DC-AC全橋逆變電路上串聯有用于產生擊穿高壓氣體放電燈兩個電極的高壓的輔助繞組串聯式點火電路；所述輔助繞組串聯式點火電路包括正輔助繞組倍壓電路和負輔助繞組倍壓電路，所述正、負輔助繞組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。本實用新型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、一定程度上節約了資源。
文檔編號H05B41/288GK201887999SQ20102060284
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月12日 優先權日2010年11月12日
發明者張曉峰, 戚軍 申請人:浙江工業大學