氣體放電燈的雙路異頻供電電源的製作方法
2023-12-01 07:08:51
專利名稱：氣體放電燈的雙路異頻供電電源的製作方法
技術領域：
本發明是一種涉及氣體放電燈的電子整流器電源。
背景技術：
氣體放電燈有高壓鈉燈、高壓汞燈、金滷燈、氙氣燈、螢光燈等，目前，市面上與這 些燈相匹配的整流器可分為兩種，一種是電感整流器，另一種是電子整流器。它們都是以單 一電源為氣體放電燈供電，在實際使用過程中都存在難以克服的缺陷。電感整流器的功率因數不高，自身的消耗要佔總能耗的4%到10%。要提高電感 整流器的功率因數，雖然可以採取電容補償法來克服，但是，就近補償會影響燈的壽命，所 以，個體電流大，輸入導線要粗，線損大；雖然電感整流器自身的消耗問題可以用低消耗電 感，但是，又會嚴重影響燈的啟動。對於電子整流器來講，雖然解決了功率因數問題，卻出現能量轉換率不高及功率 做不大的問題。現有的電子整流器的效率一般小於90%，輸出功率小於500W。因此，現有的氣體放電燈所使用的整流器無論是電感整流器還是電子整流器，它 們都存在自身固有的缺陷和難以解決的技術難題。申請人通過長期的研究和試驗，研製出 了一種氣體放電燈的雙路異頻供電電源，它採用了全新的設計理念，一是利用高頻電壓激 發燈管內的介質產生自由電子達到啟輝的目的，二是採用低消耗的純電感整流器整流工頻 電直接作用於燈管。
發明內容
本發明的目的是提供一種氣體放電燈的雙路異頻供電電源，該電源輸入交流市 電，輸出電路有兩路異頻電壓供應給氣體放電燈，一路為高頻供電輸出，另一路為工頻供電 電路，兩者有著不同的分工和作用，其中高頻交流電的作用是啟輝和激發燈管內的介質產 生更多的自由電子；工頻交流電為氣體放電燈提供電流。本發明所述氣體放電燈的雙路異頻供電電源，它包括市電輸入導線、電源殼、集成 電路板、雙頻輸出導線和電源蓋，所述集成電路板包括功率因數補償電容Cl、整流電感E、 濾波電容C2和高頻電源發生電路F，整流電感E由電感器Ll和電感器L2組成，電感器Ll 位於市電輸入端A和雙頻電源輸出端C之間，電感器L2位於市電輸入端B和雙頻電源輸出 端D之間，功率因數補償電容Cl位於市電輸入端A和市電輸入端B之間，濾波電容C2位於 電感器Ll的繞組線和電感器L2的繞組線之間；高頻電源發生電路F的輸入端接於濾波電 容C2的兩端，高頻電源發生電路F的輸出端與雙頻電源輸出端C和雙頻電源輸出端D相連， 所述高頻電源發生電路F包括橋式整流器G、濾波電容C5、開關電晶體H、電感器L3、振蕩電 容C6、高頻變壓器K、功率耦合電容C3、C4，橋式整流器G的交流輸入接於濾波電容C2的兩 端，濾波電容C5接於橋式整流器G的直流輸出端之間，兩隻開關電晶體H串聯後接於橋式 整流器G的直流輸出端之間，振蕩電容C6和電感器L3串聯後一端與兩隻開關電晶體H之 間相連，另一端與高頻變壓器K相連。
在氣體放電燈的雙路異頻供電電源中，由於整流電感E不需要向放氣電燈提供啟 動勵磁高壓，所以就可以選擇低磁耗、無磁漏、無阻抗的純電感整流器，在燈管正常照明時， 其工作電壓接近市電電壓，從而提高了電能的利用率。高頻電源發生電路F在燈管啟輝和 正常照明時，都不需要提供大電流，我們可以把該電路的頻率設計在2. 5MHZ 3MHZ，更有 利於燈管內激發自由電子，這樣對提高光效和保護電極都有好處。由於燈管兩端有工頻大電流電源和高頻低電流電源同時供電，工頻大電流電源由 市電通過電感器Ll、電感器L2整流後形成的工頻大電流電源加在燈管兩端。而高頻低電流 電源則由高頻電源發生電路F產生的高頻低電流電壓加在燈管的兩端。燈管啟動時，首先 由高頻電源發生電路F產生的高頻低電流電壓加在燈管的兩端，使燈管產生輝光並激發出 自由電子，然後再由工頻大電流電源使燈管發出強光。在工頻大電流電源中，電感器Ll和 電感器L2繞在同一鐵芯上，除了限流作用外，還能隔離高頻低電流串入高頻電源發生電路 F的輸入端和串入電網的作用；功率因數補償電容Cl、整流電感E、濾波電容C2除了補償功 率因數外還有濾波降電磁幹擾的作用。功率耦合電容C3、C4除了有高頻電源發生電路F與 燈管的功率耦合作用，還有隔離工頻大電流電源的電串入高頻電源發生電路F中的作用。高頻電源發生電路F在燈管啟動時功率會較高，一般在50W左右，燈管啟動後，受 燈管阻抗自動調節，高頻電源發生電路F的功率會降到30W左右。實驗證明，如果把高頻電 源發生電路F的頻率設計在2. 5MHz 3MHz，功率控制在50W以內，這個電路完全可以啟輝 各種氣體放電燈，也可以使各種氣體放電燈管內產生足夠的自由電子。整個電路的輸出功率通過電感器Li、電感器L2的大小調節來控制。本發明所述氣體放電燈的雙路異頻供電電源的電路採取了對稱設計，其目的是為 了減少電磁幹擾。電磁幹擾產生的源頭分析如下①燈管燈管中的電流有兩種，一種為工頻電流，另一種為高頻電流 (2. 5MHz-3MHz)，高頻電流會分布在工頻電流的表面，高頻電流流動軌跡穩定。這樣不僅減 少了燈管的頻閃和眩光，而且對工頻電流有一定的約束作用，這樣燈管產生的電磁幹擾比 傳統條件下產生的更低，實驗結果也證明這一點。②由於電感器Ll和電感器L2沒有氣隙，磁漏小，所以其電磁幹擾不到傳統整流器 的電磁幹擾的10%。③高頻電源發生電路F，此電路就是一個30W 50W的高頻電源電路，在該電路中 我們充分利用了電感器Li、電感器L2、功率因數補償電容Cl、濾波電容C2的濾波作用，電 感器Li、電感器L2、功率因數補償電容Cl、濾波電容C2的參數是按整流和功率因素校正的 要求來設計的，電容的參數要比設計濾波的要求大1000倍，電感的參數比設計濾波的要求 大50倍，其電磁幹擾的抑制效果比濾波的設計要求高出100 200倍，完全可以滿足抑制 電磁幹擾的要求。④在燈管的啟輝和正常照明過程中，燈管內的自由電子數比現有其它技術產生的 自由電子數更有保障，這不僅解決了氣體放電燈的自熄現象，而且減少了電流的紋波係數， 也減少了電磁幹擾。
圖1是本發明電路原理圖2為本發明的結構示意圖；其中，1-輸入導線；2-電源殼；3-集成電路板；4-雙頻輸出導線；5-電源蓋；A、B為市電輸入端；C、D為雙頻電源輸出端；E為整流電感；F為高頻電源發生電 路；G為橋式整流器；H為開關電晶體；K為高頻變壓器；Cl為功率因數補償電容；C2、C5為 濾波電容；C3、C4均為功率耦合電容；C6為振蕩電容；Li、L2、L3均為電感器。
具體實施例方式下面結合說明書
本發明的
具體實施例方式本發明所述氣體放電燈的雙路異頻供電電源，由市電輸入導線1、電源殼2、集成 電路板3、雙頻輸出導線4和電源蓋5組成，所述集成電路板3包括功率因數補償電容Cl、 整流電感E、濾波電容C2和高頻電源發生電路F，整流電感E由電感器Li、電感器L2，電感 器Ll位於市電輸入端A和雙頻電源輸出端C之間，電感器L2位於市電輸入端B和雙頻電 源輸出端D之間，功率因數補償電容Cl位於市電輸入端A和市電輸入端B之間，濾波電容 C2位於電感器Ll的繞組線和電感器L2的繞組線之間；高頻電源發生電路F的輸入端接於 濾波電容C2兩端，高頻電源發生電路F的輸出端與雙頻電源輸出端C和雙頻電源輸出端D 相連，所述高頻電源發生電路F包括橋式整流器G、濾波電容C5、開關電晶體H、電感器L3、 振蕩電容C6、高頻變壓器K、功率耦合電容C3、C4，橋式整流器G的交流輸入接於濾波電容 C2的兩端，濾波電容C5接於橋式整流器G的直流輸出端之間，兩隻開關電晶體H串聯後接 於橋式整流器G的直流輸出端之間，振蕩電容C6和電感器L3串聯後一端與兩隻開關晶體 管H之間相連，另一端與高頻變壓器K相連。其工作過程如下工頻大電流電源市電從市電輸入端A、B經電感器L2，電感器Ll限流後供給燈管兩端。高頻低電流電源從濾流電容C2兩端輸入工頻電，經整流後變成直流電，再經兩 只開關電晶體H變成高頻交流電，再經高頻變壓器K變壓輸出高頻交流電，最後經功率耦合 電容C3、C4耦合輸出。
權利要求
一種氣體放電燈的雙路異頻供電電源，其特徵是它包括市電輸入導線(1)、電源殼(2)、集成電路板(3)、雙頻輸出導線(4)和電源蓋(5)，所述集成電路板(3)包括功率因數補償電容C1、整流電感E、濾波電容C2和高頻電源發生電路F，整流電感E由電感器L1和電感器L2組成，電感器L1位於市電輸入端A和雙頻電源輸出端C之間，電感器L2位於市電輸入端B和雙頻電源輸出端D之間，功率因數補償電容C1位於市電輸入端A和市電輸入端B之間，濾波電容C2位於電感器L1的繞組線和電感器L2的繞組線之間；高頻電源發生電路F的輸入端接於濾波電容C2的兩端，高頻電源發生電路F的輸出端與雙頻電源輸出端C和雙頻電源輸出端D相連，所述高頻電源發生電路F包括橋式整流器G、濾波電容C5、開關電晶體H、電感器L3、振蕩電容C6、高頻變壓器K、功率耦合電容C3、C4，橋式整流器G的交流輸入接於濾波電容C2的兩端，濾波電容C5接於橋式整流器G的直流輸出端之間，兩隻開關電晶體H串聯後接於橋式整流器G的直流輸出端之間，振蕩電容C6和電感器L3串聯後一端與兩隻開關電晶體H之間相連，另一端與高頻變壓器K相連。
全文摘要
一種氣體放電燈的雙路異頻供電電源，由功率因數補償電容C1、整流電感E、濾波電容C2和高頻電源發生電路F組成的工頻大電流電源和高頻低電流電源並聯為燈管供電，由於整流電感E不需要向燈管提供啟動勵磁高壓，能選擇純電感整流器，在燈管正常照明時，其工作電壓接近市電電壓，從而提高了電能的利用率。高頻電源發生電路F在燈管啟輝和正常照明時，其功率均小於50W，將頻率設計為2.5MHz～3MHz更有利於燈管內激發自由電子，這樣對提高光效和保護電極都有好處。整個電路的輸出功率通過電感器L1、電感器L2的大小調節來控制。採取了對稱設計，其目的是為了減少電磁幹擾。
文檔編號H05B41/282GK101945522SQ20101026164
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月19日 優先權日2010年8月19日
發明者李建明, 李緒鵬 申請人:江蘇鑫田電子科技有限公司