一種氙氣燈的電子鎮流器及氙氣照明裝置的製作方法
2023-04-29 03:25:51
專利名稱：一種氙氣燈的電子鎮流器及氙氣照明裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於電子鎮流器設計技術領域，尤其涉及一種氙氣燈的電子鎮流器及氙氣照明裝置。
背景技術：
氙氣燈(High Intensity Discharge, HID)是目前國際上廣泛使用的一種高效光 源。隨著基礎建設不斷加大，HID燈的用量每年都有較大的增長，因此合理設計配套HID燈 用的電器附件是非常重要的。現有技術提供的HID燈的電子鎮流器需要配備有專門的脈衝產生器及驅動電路， 該脈衝產生器及驅動電路通過產生PWM驅動信號，來驅動HID燈發光。該專門配備的脈衝 產生器及驅動電路結構複雜，使得現有技術提供的HID燈的電子鎮流器的成本較高。
發明內容
本發明實施例的目的在於提供一種氙氣燈的電子鎮流器，旨在解決現有技術提供 的氙氣燈的電子鎮流器需要配備有電路結構複雜的脈衝產生器及驅動電路，造成氙氣燈的 電子鎮流器成本高的問題。本發明實施例是這樣實現的，一種氙氣燈的電子鎮流器，包括對市電進行整流及 濾波處理後，輸出直流電的整流濾波單元，與所述整流濾波單元連接的、對所述整流濾波單 元輸出的所述直流電中的諧波電流進行功率因數校正處理的功率因數校正單元，以及連接 在所述功率因數校正單元和氙氣燈之間的逆變單元，所述電子鎮流器還包括根據所述氙氣燈的供電通路反饋的電信號，控制所述逆變單元將經所述功率因數 校正單元處理後輸出的直流電逆變成所述氙氣燈發光所需的交流電的脈衝集成控制單元， 所述脈衝集成控制單元連接所述逆變單元，且所述脈衝集成控制單元由一開關電源晶片及 所述開關電源晶片的外圍電路構成。所述開關電源晶片可以為電流型脈寬調製晶片U3842。上述氙氣燈的電子鎮流器中，所述外圍電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻 R4、電阻R5、電阻R6、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6以及三極體Ql ；電容Cl連接在所述開關電源晶片的基準電壓輸出引腳和地之間，電容C2連接在 所述開關電源晶片的定時引腳和地之間，電阻Rl連接在所述基準電壓輸出引腳和定時引 腳之間，外部電阻R2和電容C3分別連接在所述開關電源晶片的內部誤差放大器的輸出引 腳和所述開關電源晶片的電壓反饋輸入引腳之間，電容C5連接在所述開關電源晶片的電 流傳感引腳和地之間，電阻R4和電阻R5串聯連接在所述電流傳感引腳和地之間，電阻R4 與電阻R5連接的一端同時連接三極體Ql的發射極，三極體Ql的基極通過電阻R3連接所 述開關電源晶片的輸出引腳，電容C4與電阻R3並聯，三極體Ql的集電極順次通過電容C6 以及電阻R6連接一高電位，三極體Ql的集電極同時連接所述逆變單元。上述氙氣燈的電子鎮流器中，所述逆變單元包括由初級線圈和兩個次級線圈構成的變壓器Tl、電阻R7、電阻R8、電容C7、電容C8、電容C9、三極體Q2、三極體Q3以及電感L4 ；所述初級線圈的一端連接高電位，所述初級線圈的另一端連接三極體Ql的集電 極，一個次級線圈的一端通過電阻R7連接三極體Q2的基極，三極體Q2的集電極連接所述 功率因數校正單元，三極體Q2的發射極連接所述一個次級線圈的另一端，三極體Q2的發射 極同時通過電感L4連接所述氙氣燈的供電端；另一個次級線圈的一端通過電阻R8連接三 極管Q3的基極，三極體Q3的集電極連接三極體Q2的發射極，三極體Q3的發射極連接所述 另一個次級線圈的另一端，且三極體Q3的發射極接地；所述氙氣燈的供電端通過電容C7接 地，所述氙氣燈的接地端通過電容C9接地，所述氙氣燈的供電端通過電容C8連接氙氣燈的 接地端。
該逆變單元還可以包括二極體D1、二極體D2、二極體D3和二極體D4 ；所述一個次級線圈的一端連接二極體Dl的陽極，二極體Dl的陰極連接三極體Q2 的基極，電阻R7是通過二極體D4連接三極體Q2的基極的，電阻R7連接二極體D4的陽極， 二極體D4的陽極同時連接二極體D2的陽極，二極體D2的陰極連接所述功率因數校正單 元，二極體D4的陽極同時連接二極體D3的陰極，二極體D3的陽極連接所述一個次級線圈 的另一端。該逆變單元還可以包括二極體D6、二極體D7、二極體D8和二極體D9 ；所述另一個次級線圈的一端連接二極體D6的陽極，二極體D6的陰極連接三極體 Q3的基極，電阻R8是通過二極體D8連接三極體Q3的基極的，電阻R8連接二極體D8的陽 極，二極體D8的陽極連接二極體D7的陽極，二極體D7的陰極連接三極體Q3的集電極，二極 管D8的陽極連接二極體D9的陰極，二極體D9的陽極連接所述另一個次級線圈的另一端。該逆變單元還可以包括二極體D5，二極體D5的陽極連接三極體Q2的發射極，二極 管D5的陰極連接三極體Q2的集電極。該逆變單元還可以包括二極體D10，二極體DlO的陽極連接三極體Q3的發射極，二 極管DlO的陰極連接三極體Q3的集電極。本發明實施例的另一目的在於提供一種氙氣照明裝置，其包括氙氣燈，所述氙氣 照明裝置還包括如上所述的氙氣燈的電子鎮流器。本發明實施例提供的氙氣燈的電子鎮流器由於採用了開關電源晶片作為脈衝集 成控制單元的處理核心，簡化了電子鎮流器的電路結構，降低了電子鎮流器的成本。
圖1是本發明實施例提供的氙氣燈的電子鎮流器的原理結構框圖；圖2是圖1中逆變單元及脈衝集成控制單元的電路圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並 不用於限定本發明。本發明實施例提供的氙氣燈的電子鎮流器中控制逆變單元對直流電進行逆變處 理的脈衝集成控制單元由一開關電源晶片及其外圍電路構成。
圖1是本發明實施例提供的氙氣燈的電子鎮流器的原理結構框圖，為了便於說 明，僅示出了與本發明實施例相關的部分。本發明實施例提供的氙氣燈的電子鎮流器包括對市電進行整流及濾波處理後， 輸出直流電的整流濾波單元11 ；對整流濾波單元11輸出的直流電中的諧波電流進行功率 因數校正處理的功率因數校正單元12，功率因數校正單元12連接整流濾波單元11 ；連接在 功率因數校正單元12和氙氣燈之間的逆變單元13 ；根據氙氣燈的供電通路反饋的電信號， 控制逆變單元13將經功率因數校正單元12處理後輸出的直流電逆變成氙氣燈發光所需的 交流電的脈衝集成控制單元14，脈衝集成控制單元14連接逆變單元13。
其中，脈衝集成控制單元14包括一開關電源晶片及其外圍電路。由於該氙氣燈的 電子鎮流器採用了開關電源晶片作為脈衝集成控制單元14的處理核心，簡化了電子鎮流 器的電路結構，降低了電子鎮流器的成本。圖2示出了圖1中逆變單元13及脈衝集成控制單元14的電路。脈衝集成控制單元14包括開關電源晶片Ul及開關電源晶片Ul的外圍電路，該外 圍電路具體包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容Cl、電容C2、電 容C3、電容C4、電容C5、電容C6以及三極體Q1。其中，電容Cl連接在開關電源晶片Ul的 基準電壓輸出引腳Vref和地之間，電容C2連接在開關電源晶片Ul的定時引腳RT/CT和地 之間，電阻Rl連接在基準電壓輸出引腳Vref和定時引腳RT/CT之間，電阻R2和電容C3分 別連接在開關電源晶片Ul的內部誤差放大器的輸出引腳COM和開關電源晶片Ul的電壓反 饋輸入引腳Vfb之間，開關電源晶片Ul的接地引腳GND接地，開關電源晶片Ul的供電引腳 VCC連接一輔助電源的正極，電容C5連接在開關電源晶片Ul的電流傳感引腳Isen和地之 間，電阻R4和電阻R5串聯連接在電流傳感引腳Isen和地之間，電阻R4與電阻R5連接的 一端同時連接三極體Ql的發射極，三極體Ql的基極通過電阻R3連接開關電源晶片Ul的 輸出引腳OUT，電容C4與電阻R3並聯，三極體Ql的集電極順次通過電容C6以及電阻R6連 接一高電位，三極體Ql的集電極同時連接逆變單元13。其中的開關電源晶片Ul可以採用 現有的電流型脈寬調製晶片U3842，當然也可以採用其它具有脈寬調製功能的開關電源芯 片。在具體實現時，由於脈衝集成控制單元14中的電容C4與電阻R3組成加速電路， 用以加速三極體Ql的關斷，因此，電容C4與電阻R3可省略。逆變單元13包括由初級線圈Ll和兩個次級線圈L2、L3構成的變壓器Tl、電阻R7、 電阻R8、電容C7、電容C8、電容C9、二極體Dl、二極體D2、二極體D3、二極體D4、二極體D5、 二極體D6、二極體D7、二極體D8、二極體D9、二極體D10、三極體Q2、三極體Q3以及電感L4。 其中，初級線圈Ll的一端連接高電位，初級線圈Ll的另一端連接脈衝集成控制單元14，具 體是連接三極體Ql的集電極，次級線圈L2的一端連接二極體Dl的陽極，二極體Dl的陰極 連接三極體Q2的基極，次級線圈L2的一端同時通過電阻R7連接二極體D4的陽極，二極體 D4的陰極連接三極體Q2的基極，二極體D4的陽極同時連接二極體D2的陽極，二極體D2 的陰極連接功率因數校正單元12，二極體D4的陽極同時連接二極體D3的陰極，二極體D3 的陽極連接次級線圈L2的另一端，二極體D5的陽極連接三極體Q2的發射極，二極體D5的 陰極連接三極體Q2的集電極，三極體Q2的集電極連接功率因數校正單元12，三極體Q2的 發射極連接次級線圈L2的另一端，三極體Q2的發射極同時通過電感L4連接氙氣燈的供電端；次級線圈L3的一端連接二極體D6的陽極，二極體D6的陰極連接三極體Q3的基極，次 級線圈L3的一端同時通過電阻R8連接二極體D8的陽極，二極體D8的陰極連接三極體Q3 的基極，二極體D8的陽極連接二極體D7的陽極，二極體D7的陰極連接三極體Q3的集電極， 二極體D8的陽極連接二極體D9的陰極，二極體D9的陽極連接次級線圈L3的另一端，二極 管D9的陽極接地，三極體Q3的集電極連接三極體Q2的發射極，三極體Q3的發射極連接次 級線圈L3的另一端，且三極體Q3的發射極接地，二極體DlO的陽極連接三極體Q3的發射 極，二極體DlO的陰極連接三極體Q3的集電極；氙氣燈的供電端通過電容C7接地，氙氣燈 的接地端通過電容C9接地，氙氣燈的供電端通過電容C8連接氙氣燈的接地端，電感L4、電 容C7、電容C8以及電容C9共同構成了一諧振網絡。變壓器Tl中，初級線圈Ll的一端、次 級線圈L2的一端以及次級線圈L3的另一端為同名端。脈衝集成控制單元14中的電容C6 以及電阻R6用以抑制變壓器Tl漏感引起的尖峰電壓。在具體實現時，由於逆變單元13中的二極體D5和二極體DlO均起到在三極體Q2和三極體Q3交替導通的瞬間的續流作用，以避免三極體Q2和三極體Q3在交替導通的瞬間 由於反嚮導通而損壞，因此，二極體D5和/或二極體DlO可省略。在具體實現時，由於逆變單元13中的二極體D1、二極體D2、二極體D3和二極體D4 共同組成了該半橋逆變電路中一個橋臂的抗飽和網絡，以使得三極體Q2在三極體Q2、三極 管Q3的交替導通瞬間可以實現快速關斷，因此，二極體D1、二極體D2、二極體D3和二極體 D4中的一個或多個均可省略。當省略二極體D4時，次級線圈L2的一端是通過電阻R7直接 連接三極體Q2的基極的。同樣地，由於由於逆變單元13中的二極體D6、二極體D7、二極體D8和二極體D9 共同組成了該半橋逆變電路中一個橋臂的抗飽和網絡，以使得三極體Q3在三極體Q2、三極 管Q3的交替導通瞬間可以實現快速關斷，因此，二極體D6、二極體D7、二極體D8和二極體 D9中的一個或多個均可省略。當省略二極體D8時，次級線圈L3的一端是通過電阻R8直接 連接三極體Q3的基極的。上述電路結構的電子鎮流器在工作時，由開關電源晶片Ul通過其電壓反饋輸入 引腳Vfb接收氙氣燈的供電通路反饋的電信號，例如，電壓反饋輸入引腳Vfb可以連接在變 壓器Tl的初級線圈迴路側或次級線圈迴路側的任選採樣點，以獲得氙氣燈的供電通路反 饋的電信號，開關電源晶片Ul同時通過電流傳感引腳Isen接收三極體Ql在導通時反饋的 工作電流，開關電源晶片Ul根據電壓反饋輸入引腳Vfb接收到的電信號以及電流傳感引腳 Isen接收到的反饋的電流信號，通過輸出引腳OUT具有相應佔空比的PWM信號，該PWM信號 控制三極體Ql的導通或截止。在三極體Ql的導通期間，二極體Q2導通，在三極體Ql的截 止期間，三極體Q3導通，以實現三極體Q2和三極體Q3的交替導通，從而將功率因數校正單 元12輸出的直流電逆變成交流電，該交流電經諧波網絡處理後，獲得符合氙氣燈發光條件 的交流電，以驅動氙氣燈發光。本發明實施例還提供了一種氙氣照明裝置，其包括氙氣燈，以及一如上所述的氙 氣燈的電子鎮流器。本發明實施例提供的氙氣燈的電子鎮流器由於採用了開關電源晶片作為脈衝集 成控制單元的處理核心，簡化了電子鎮流器的電路結構，降低了電子鎮流器的成本；再有， 由二極體D1、二極體D2、二極體D3和二極體D4構成的抗飽和網絡可以使得相應的橋臂在交替導通瞬間實現快速關斷，同樣地，由二極體D6、二極體D7、二極體D8和二極體D9構成的抗飽和網絡可以起到同樣的效果，從而提高了該電子鎮流器的靈敏度；再有，二極體D5 和二極體DlO分別可以保護相應的三極體在交替導通瞬間不被反向電流燒毀，從而提高了 該電子鎮流器的可靠性。 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種氙氣燈的電子鎮流器，包括對市電進行整流及濾波處理後，輸出直流電的整流濾波單元，與所述整流濾波單元連接的、對所述整流濾波單元輸出的所述直流電中的諧波電流進行功率因數校正處理的功率因數校正單元，以及連接在所述功率因數校正單元和氙氣燈之間的逆變單元，其特徵在於，所述電子鎮流器還包括根據所述氙氣燈的供電通路反饋的電信號，控制所述逆變單元將經所述功率因數校正單元處理後輸出的直流電逆變成所述氙氣燈發光所需的交流電的脈衝集成控制單元，所述脈衝集成控制單元連接所述逆變單元，且所述脈衝集成控制單元由一開關電源晶片及所述開關電源晶片的外圍電路構成。
2.如權利要求1所述的氙氣燈的電子鎮流器，其特徵在於，所述開關電源晶片為電流 型脈寬調製晶片U3842。
3.如權利要求1所述的氙氣燈的電子鎮流器，其特徵在於，所述外圍電路包括電阻 R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、 電容C6以及三極體Ql ；電容Cl連接在所述開關電源晶片的基準電壓輸出引腳和地之間，電容C2連接在所述 開關電源晶片的定時引腳和地之間，電阻Rl連接在所述基準電壓輸出引腳和定時引腳之 間，外部電阻R2和電容C3分別連接在所述開關電源晶片的內部誤差放大器的輸出引腳和 所述開關電源晶片的電壓反饋輸入引腳之間，電容C5連接在所述開關電源晶片的電流傳 感引腳和地之間，電阻R4和電阻R5串聯連接在所述電流傳感引腳和地之間，電阻R4與電 阻R5連接的一端同時連接三極體Ql的發射極，三極體Ql的基極通過電阻R3連接所述開 關電源晶片的輸出引腳，電容C4與電阻R3並聯，三極體Ql的集電極順次通過電容C6以及 電阻R6連接一高電位，三極體Ql的集電極同時連接所述逆變單元。
4.如權利要求3所述的氙氣燈的電子鎮流器，其特徵在於，所述逆變單元包括由初級線圈和兩個次級線圈構成的變壓器Tl、電阻R7、電阻R8、電容C7、電容C8、電容C9、三極體 Q2、三極體Q3以及電感L4 ；所述初級線圈的一端連接高電位，所述初級線圈的另一端連接三極體Ql的集電極，一 個次級線圈的一端通過電阻R7連接三極體Q2的基極，三極體Q2的集電極連接所述功率因 數校正單元，三極體Q2的發射極連接所述一個次級線圈的另一端，三極體Q2的發射極同時 通過電感L4連接所述氙氣燈的供電端；另一個次級線圈的一端通過電阻R8連接三極體Q3 的基極，三極體Q3的集電極連接三極體Q2的發射極，三極體Q3的發射極連接所述另一個 次級線圈的另一端，且三極體Q3的發射極接地；所述氙氣燈的供電端通過電容C7接地，所 述氙氣燈的接地端通過電容C9接地，所述氙氣燈的供電端通過電容C8連接氙氣燈的接地 端。
5.如權利要求4所述的氙氣燈的電子鎮流器，其特徵在於，所述逆變單元還包括二極 管D1、二極體D2、二極體D3和二極體D4 ；所述一個次級線圈的一端連接二極體Dl的陽極，二極體Dl的陰極連接三極體Q2的基 極，電阻R7是通過二極體D4連接三極體Q2的基極的，電阻R7連接二極體D4的陽極，二極 管D4的陽極同時連接二極體D2的陽極，二極體D2的陰極連接所述功率因數校正單元，二 極管D4的陽極同時連接二極體D3的陰極，二極體D3的陽極連接所述一個次級線圈的另一 端。
6.如權利要求4所述的氙氣燈的電子鎮流器，其特徵在於，所述逆變單元還包括二極 管D6、二極體D7、二極體D8和二極體D9 ；所述另一個次級線圈的一端連接二極體D6的陽極，二極體D6的陰極連接三極體Q3的 基極，電阻R8是通過二極體D8連接三極體Q3的基極的，電阻R8連接二極體D8的陽極，二 極管D8的陽極連接二極體D7的陽極，二極體D7的陰極連接三極體Q3的集電極，二極體D8 的陽極連接二極體D9的陰極，二極體D9的陽極連接所述另一個次級線圈的另一端。
7.如權利要求4所述的氙氣燈的電子鎮流器，其特徵在於，所述逆變單元還包括二極 管D5，二極體D5的陽極連接三極體Q2的發射極，二極體D5的陰極連接三極體Q2的集電 極。
8.如權利要求4所述的氙氣燈的電子鎮流器，其特徵在於，所述逆變單元還包括二極 管D10，二極體DlO的陽極連接三極體Q3的發射極，二極體DlO的陰極連接三極體Q3的集 電極。
9.一種氙氣照明裝置，其包括氙氣燈，其特徵在於，所述氙氣照明裝置還包括如權利要 求1至8任一項所述的氙氣燈的電子鎮流器。
全文摘要
本發明適用於電子鎮流器設計技術領域，提供了一種氙氣燈的電子鎮流器，包括整流濾波單元，與所述整流濾波單元連接的功率因數校正單元，以及連接在功率因數校正單元和氙氣燈之間的逆變單元，該電子鎮流器還包括根據氙氣燈的供電通路反饋的電信號，控制逆變單元將經功率因數校正單元處理後輸出的直流電逆變成氙氣燈發光所需的交流電的脈衝集成控制單元，脈衝集成控制單元連接逆變單元，且脈衝集成控制單元由一開關電源晶片及開關電源晶片的外圍電路構成。由於採用了開關電源晶片作為脈衝集成控制單元的處理核心，簡化了電子鎮流器的電路結構，降低了電子鎮流器的成本。
文檔編號H05B41/288GK101841965SQ201010165080
公開日2010年9月22日 申請日期2010年4月29日 優先權日2010年4月29日
發明者周明傑, 姚泉 申請人:海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司