一種hid電子鎮流器的製作方法

2023-06-12 06:47:56

專利名稱：一種hid電子鎮流器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種HID電子鎮流器。
背景技術：
20世紀70年代出現的世界性能源危機，導致許多公司致カ於新型節能電光源及交流電子鎮流器的研究。半導體技術的快速發展為交流電子鎮流器的研發提供了前提條件。70年代末，荷蘭飛利浦公司率先研製成功了螢光燈交流電子鎮流器，這是照明電器發展史上的ー項重大創新。我國對高頻交流電子鎮流器的研製始於80年代中期。目前螢光燈電子鎮流器在國內市場上已隨處可見，節能燈早已進入千家萬戶；螢光燈T4、T5、T8電子鎮流器已在國內很多寫字樓、商場、車站等應用，取得了良好的節能經濟效益，高品質的小功率電子鎮流器節能這一理念已深入人心。採用優質的HID電子鎮流器替代傳統落後的電感 鎮流器正在逐步實現。目前給市場上大功率高壓鈉燈及金滷燈(簡稱HID)光源配套的鎮流器(150W以上)絕大部分均為老式的電感鎮流器。目前電感式鎮流器節能的主要方法是採用節電器。工作原理是在正常的市電下(220V)點燈，在可以降低光源亮度的情況下調節輸入市電降低輸入電壓，使燈功率下降達到節能的目的。但是此種調光方式存在很大的局限性，輸入電壓最低不能小於190V否則容易引起光源的熄弧滅燈。節能的效果有限只有10%左右。目前大功率電子鎮流器常用的調光方法主要有調壓調光法、調脈寬調光法(PWM)、調頻調光法(PFM)。比較常用的是調頻調光法，即通過控制信號的變化，改變鎮流器的工作頻率以達到調節輸出燈功率的目的。目前很多調頻調光電路很複雜，所用元器件多，線性度不好。在HID燈泡老化燈管電壓大範圍上升時不能精確的調節輸出功率。

實用新型內容本實用新型所要解決的第一個技術問題是針對上述現有技術提供一種可靠性高、能保持HID燈泡工作穩定的HID電子鎮流器。本實用新型進ー步所要解決的技術問題是提供一種不僅可靠性高、能保持HID燈泡工作穩定、還能進行線性調光的HID電子鎮流器。本實用新型解決上述第一個技術問題所採用的技術方案為該HID電子鎮流器，包括EMI濾波及整流電路，輸入端與市電相連，用於將來自市電中的射頻幹擾和電磁幹擾進行濾除，衰減電子鎮流器內部產生的射頻和電磁幹擾，並將來自市電的交流電轉換成直流電；有源功率因數校正電路，輸入端與EMI濾波及整流電路的輸出端相連，用於產生穩定的直流電；高頻半橋逆變電路，輸入端與有源功率因數校正電路的輸出端相連，用於生成適合HID燈泡工作的高頻交流電；[0011]點燈電路，輸入端與所述高頻半橋逆變電路的輸出端相連，用於啟動HID燈泡エ作；聞頻半橋逆變驅動電路，輸出端與聞頻半橋逆變電路相連，用於驅動聞頻半橋逆變電路工作；其特徵在幹還包括恆功率控制電路，該恆功率控制電路的輸入端與有源功率因數校正電路輸出端相連，該恆功率控制電路的輸出端與高頻半橋逆變驅動電路相連，該恆功率控制電路採集所述有源功率因數校正電路輸出端的電流，並輸出不同的控制信號給高頻半橋逆變驅動電路，從而調節高頻半橋逆變電路中控制晶片的工作頻率、實現HID燈泡功率的校正和/或調節。較好的，所述恆功率控制電路包括電流採集電阻、第一電阻、可調電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電容、第二電容、第一運算放大器、第二運算放大器，其中電流採 集電阻的兩端串接在有源功率因數校正電路的輸出端與高頻半橋逆變電路的輸入端之間，第一電阻的第一端與電流米集電阻的第一端相連，可調電阻的第一端與第一電阻的第二端相連，可調電阻的第二端與第一運算放大器的反相輸入端相連，第一運算放大器的同相輸入端接地；第一運算放大器的輸出端連接所述第四電阻後與第二運算放大器的反相輸入端相連，第二運算放大器的同相輸入端接基準電壓，第二運算放大器的輸出端與高頻半橋逆變驅動電路相連；第三電阻的兩端分別與第一運算放大器的反相輸入端和第一運算放大器的輸出端相連；第一電容的兩端並聯在第三電阻的兩端；第五電阻的兩端分別與第二運算放大器的反相輸入端和第二運算放大器的輸出端相連；第二電容的兩端並聯在第五電阻的兩端。上述電路工作原理為電流採集電阻採集主迴路電流信號，通過第一電阻、可調電阻轉變為電壓信號，提供負反饋給第一運算放大器進行放大，然後與第二運算放大器的基準電壓進行比較，獲得誤差信號引起第二運算放大器輸出電平的變化，然後通過高頻半橋逆變驅動電路調節高頻半橋逆變電路中控制晶片的工作頻率實現HID燈功率的校正。可調電阻可用於校正HID燈的設定功率。由上述恆功率控制原理知道改變高頻逆變半橋的工作頻率即可實現燈功率的調節(即調光)。但是由於HID燈在工作的過程中管壓會大範圍的升高，如400W的高壓鈉燈燈泡在出廠時管壓在95V-100V左右，在長時間工作老化後燈管電壓會上升到160V甚至更高(這時燈仍能正常工作)；此時如果直接調節高頻半橋逆變電路的工作頻率會帶來調光功率誤差很大的問題，如400W燈管，管壓100V時50%調光為200W，當管壓升到160V時此時50%調光功率會比200W高很多到達到300W左右，與設想的調光效果相差很遠。為了解決上述技術問題，本實用新型解決上述進ー步技術問題所採用的技術方案為本實用新型提供的HID電子鎮流器，還包括調光電路，用於輸出調光控制信號；調光接ロ電路，調光接ロ電路的輸入端與調光電路的輸出端相連，調光接ロ電路的輸出端與所述恆功率控制電路相連。較好的，所述調光接ロ電路包括第一分壓電阻、第二分壓電阻、第三分壓電阻、第四分壓電阻、第一光I禹、第二光I禹，其中調光電路的第一輸出端連接第一分壓電阻後與第一光耦的第一引腳相連；第一光耦的第二引腳接地；第一光耦的第三引腳連接第二分壓電阻後與所述第一運算放大器的反相輸入端相連；第一光耦的第四引腳連接與所述第一電阻的第二端相連；調光電路的第二輸出端連接第三分壓電阻後與第二光耦的第一引腳相連；第ニ光耦的第二引腳接地；第二光耦的第三引腳連接第四分壓電阻後與所述第一運算放大器的反相輸入端相連；第二光耦的第四引腳連接與所述第一電阻的第二端相連。第一光耦和第二光耦只做開關使用，第二分壓電阻、第四分壓電阻在第一光耦和第二光耦導通時串入迴路改變第一運算放大器的輸出信號，使第二運算放大器的輸出信號發生變化，以改變高頻半橋逆變驅動電路中控制晶片的工作頻率，從而使本實用新型提供的電子鎮流器在調光工作時也能實現實時穩定燈管的功率。而如需更多的調節檔位，只需増加合適的光耦及電阻即可。與現有技術相比，本實用新型的優點在於由於增設恆功率控制電路，使得本實用新型提供的HID電子鎮流器，具有可靠性高、能保持HID燈泡工作穩定的特點；另外，增加調光電路和調光接ロ電路，還能對HID燈泡進行線性穩定調光。

圖I為本實用新型實施例中HID電子鎮流器的電路框圖；圖2為本實用新型實施例中恆功率控制電路和調光接ロ電路的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進ー步詳細描述。如圖I所示的HID電子鎮流器，其包括EMI濾波及整流電路I、有源功率因數校正電路2、高頻半橋逆變電路3、點燈電路4、高頻半橋逆變驅動電路5、恆功率控制電路6、調光電路7和調光接ロ電路8，其中EMI濾波及整流電路I的輸入端與市電相連，用於將來自市電中的射頻幹擾和電磁幹擾進行濾除，衰減電子鎮流器內部產生的射頻和電磁幹擾，使之達到合理的水平，並將來自市電的90V-260V/50-60HZ交流電轉換成直流電供給有源功率因數校正電路2 ;有源功率因數校正電路2的輸入端與EMI濾波及整流電路的輸出端相連，用於產生穩定的直流電供給高頻半橋逆變電路3 ;高頻半橋逆變電路3的輸入端與有源功率因數校正電路2的輸出端相連，用於生成適合HID燈泡工作的高頻交流電；點燈電路4的輸入端與高頻半橋逆變電路3的輸出端相連，運用掃頻諧振技術完成燈泡的可靠啟動；高頻半橋逆變驅動電路5的輸出端與高頻半橋逆變電路3相連，用於驅動高頻半橋逆變電路3工作；恆功率控制電路6輸入端與有源功率因數校正電路2的輸出端相連，恆功率控制電路6的輸出端與高頻半橋逆變驅動電路5相連，恆功率控制電路6採集所述有源功率因數校正電路2輸出端的電流，並輸出不同的控制信號給高頻半橋逆變驅動電路5，從而調節高頻半橋逆變驅動電路5中控制晶片的工作頻率、實現HID燈泡功率的校正和/或調節；調光電路7用於輸出調光控制信號；調光接ロ電路8的輸入端與調光電路7的輸出端相連，調光接ロ電路8的輸出端與所述恆功率控制電路6相連。本實施例中，EMI濾波及整流電路I、有源功率因數校正電路2、高頻半橋逆變電路3、點燈電路4、高頻半橋逆變驅動電路5和調光電路7均採用常規電路，其中調光電路7可以採用數模集合、方式多變的控制方式，即調光信號的採集由簡單的模擬電路實現，調光信號的判定、調光周期的設定均由可靠的エ業級單片機實現，調光功率的變化由エ業級的單片機輸出信號給出，最終由可靠的PWM控制晶片調頻控制完成，實現高精度、高線性度的調光控制。而恆功率控制電路6包括電流採集電阻Res、第一電阻R1、可調電阻RX、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一電容Cl、第二電容C2、第一運算放大器0P1、第二運算放大器0P2，參見圖2所示，其中電流採集電阻Rcs的兩端串接在有源功率因數校正電路的輸出端與高頻半橋逆變電路的輸入端之間，第一電阻Rl的第一端與電流採集電阻Rcs的第一端相連，可調電阻RX的第一端與第一電阻Rl的第二端相連，可調電阻RX的第二端與第一運算放大器OPl的反相輸入端相連，第一運算放大器OPl的同相輸入端接地；第一運算放大器OPl的輸出端連接所述第四電阻R4後與第二運算放大器0P2的反相輸入端相連，第二運算放大器0P2的同相輸入端接基準電壓，第二運算放大器0P2的輸出端與高頻半橋逆變驅動電路相連；第三電阻R3的兩端分別與第一運算放大器OPl的反相輸入端和第一運算放大器OPl的輸出端相連；第ー電容Cl的兩端並聯在第三電阻R3的兩端；第五電阻R5的兩端分別與第二運算放大器0P2的反相輸入端和第二運算放大器0P2的輸出端相連；第ニ電容C2的兩端並聯在第五電阻R5的兩端。 電流採集電阻Rcs採集主迴路電流信號，通過第一電阻R1、可調電阻RX轉變為電壓信號，提供負反饋給第一運算放大器OPl進行放大，然後與第二運算放大器0P2的基準電壓進行比較，獲得誤差信號引起第二運算放大器0P2輸出電平的變化，以調節高頻半橋逆變電路中控制晶片的工作頻率實現燈功率的校正。可調電阻RX用於校正燈的設定功率。調光接ロ電路8包括第一分壓電阻RTl、第二分壓電阻RT2、第三分壓電阻RT3、第四分壓電阻RT4、第一光f禹Ul、第二光f禹U2,其中調光電路的第一輸出端Kl連接第一分壓電阻RTl後與第一光I禹Ul的第一引腳相連；第一光I禹Ul的第二引腳接地；第一光I禹Ul的第三引腳連接第二分壓電阻RT2後與所述第一運算放大器OPl的反相輸入端相連；第一光耦Ul的第四引腳連接與所述第一電阻Rl的第二端相連；調光電路的第二輸出端K2連接第三分壓電阻RT3後與第二光耦U2的第一引腳相連；第ニ光耦U2的第二引腳接地；第ニ光耦U2的第三引腳連接第四分壓電阻RT4後與所述第一運算放大器OPl的反相輸入端相連；第ニ光耦U2的第四引腳連接與所述第一電阻Rl的第二端相連。調光電路的輸出信號輸出到KI、K2端ロ，第一光f禹UI、第二光f禹U2隻做開關使用，第二分壓電阻RT2，第四分壓電阻RT4電阻在第一光耦U1、第二光耦U2導通時串入迴路改變第一運算放大器OPl的輸出信號，使第二運算放大器0P2的輸出信號發生變化，以調節高頻半橋逆變電路中控制晶片的工作頻率。在調光工作時也能實現實時穩定燈管的功率。如需更多的調節檔位，只需增加合適的光耦及電阻即可。
權利要求1.ー種HID電子鎮流器，包括 EMI濾波及整流電路，輸入端與市電相連，用於將來自市電中的射頻幹擾和電磁幹擾進行濾除，衰減電子鎮流器內部產生的射頻和電磁幹擾，並將來自市電的交流電轉換成直流電； 有源功率因數校正電路，輸入端與EMI濾波及整流電路的輸出端相連，用於產生穩定的直流電； 高頻半橋逆變電路，輸入端與有源功率因數校正電路的輸出端相連，用於生成適合HID燈泡工作的高頻交流電； 點燈電路，輸入端與所述高頻半橋逆變電路的輸出端相連，用於啟動HID燈泡工作； 高頻半橋逆變驅動電路，輸出端與高頻半橋逆變電路相連，用於驅動高頻半橋逆變電路工作； 其特徵在於還包括 恆功率控制電路，該恆功率控制電路的輸入端與有源功率因數校正電路輸出端相連，該恆功率控制電路的輸出端與高頻半橋逆變驅動電路相連，該恆功率控制電路採集所述有源功率因數校正電路輸出端的電流，並輸出不同的控制信號給高頻半橋逆變驅動電路，從而調節高頻半橋逆變電路中控制晶片的工作頻率、實現HID燈泡功率的校正和/或調節。
2.根據權利要求I所述的HID電子鎮流器，其特徵在於所述恆功率控制電路包括電流採集電阻(Res)、第一電阻(R1)、可調電阻(RX)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第五電阻(R5)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)、第一運算放大器(OPl)、第二運算放大器(0P2),其中電流採集電阻(Rcs)的兩端串接在有源功率因數校正電路的輸出端與高頻半橋逆變電路的輸入端之間，第一電阻(Rl)的第一端與電流採集電阻(Rcs)的第一端相連，可調電阻(RX)的第一端與第一電阻(Rl)的第二端相連，可調電阻(RX)的第二端與第一運算放大器(OPl)的反相輸入端相連，第一運算放大器(OPl)的同相輸入端接地；第一運算放大器(OPl)的輸出端連接所述第四電阻(R4)後與第二運算放大器(0P2)的反相輸入端相連，第ニ運算放大器(0P2)的同相輸入端接基準電壓，第二運算放大器(0P2)的輸出端與高頻半橋逆變驅動電路相連；第三電阻(R3)的兩端分別與第一運算放大器(OPl)的反相輸入端和第一運算放大器(OPl)的輸出端相連；第ー電容(Cl)的兩端並聯在第三電阻(R3)的兩端；第五電阻(R5)的兩端分別與第二運算放大器(0P2)的反相輸入端和第二運算放大器(0P2)的輸出端相連；第二電容(C2)的兩端並聯在第五電阻(R5)的兩端。
3.根據權利要求2所述的HID電子鎮流器，其特徵在於還包括 調光電路，用於輸出調光控制信號； 調光接ロ電路，調光接ロ電路的輸入端與調光電路的輸出端相連，調光接ロ電路的輸出端與所述恆功率控制電路相連。
4.根據權利要求3所述的HID電子鎮流器，其特徵在於所述調光接ロ電路包括第一分壓電阻(RTl)、第二分壓電阻(RT2)、第三分壓電阻(RT3)、第四分壓電阻(RT4)、第一光耦(Ul)、第二光稱(U2),其中調光電路的第一輸出端連接第一分壓電阻(RTl)後與第一光率禹(Ul)的第一引腳相連；第一光耦(Ul)的第二引腳接地；第一光耦(Ul)的第三引腳連接第二分壓電阻(RT2)後與所述第一運算放大器(OPl)的反相輸入端相連；第一光耦(Ul)的第四引腳連接與所述第一電阻(Rl)的第二端相連；調光電路的第二輸出端連接第三分壓電阻(RT3)後與第二光耦( U2)的第一引腳相連；第二光耦(U2)的第二引腳接地；第二光耦(U2)的第三引腳連接第四分壓電阻(RT4)後與所述第一運算放大器(OPl)的反相輸入端相連；第二光耦(U2)的第四引腳連接與所述第一電阻(Rl)的第二端相連。
專利摘要本實用新型涉及一種HID電子鎮流器，包括EMI濾波及整流電路，有源功率因數校正電路，高頻半橋逆變電路，點燈電路，高頻半橋逆變驅動電路，其特徵在於還包括恆功率控制電路，該恆功率控制電路的輸入端與有源功率因數校正電路輸出端相連，該恆功率控制電路的輸出端與高頻半橋逆變驅動電路相連，該恆功率控制電路採集所述有源功率因數校正電路輸出端的電流，並輸出不同的控制信號給高頻半橋逆變驅動電路，從而調節高頻半橋逆變驅動電路中控制晶片的工作頻率、實現HID燈泡功率的校正和/或調節。與現有技術相比，本實用新型的優點在於由於增設恆功率控制電路，使得本實用新型提供的HID電子鎮流器，具有可靠性高、能保持HID燈泡工作穩定的特點。
文檔編號H05B41/38GK202634864SQ20112056666
公開日2012年12月26日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者任忠平, 陳培國, 梁國錦 申請人:寧波特爾普光電有限公司