數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路的製作方法

2024-02-20 00:08:15

專利名稱：數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及照明燈具電路領域，尤其是數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路。
背景技術：
金滷燈是一種高強度氣體放電燈，它是在高壓汞燈基礎上發展起來的以高純無水 金屬滷化物為發光材料的新一代優質電光源。它是將金屬滷化物以及氙氣、氬氣等稀有氣 體充入電弧管內，利用金屬原子電離激發發光的電光源。由於光效高、顯色性能好、壽命長， 同時具有功率高、體積小、光色質量穩定，並具白熾燈與螢光燈的雙重優點而為世人矚目。 它被專家認定為21世紀人類應用最廣泛、最具有前途的照明光源之一。近年來金滷燈得 到了飛速發展，應用範圍日益擴大。氙氣燈主要是利用高壓放電的原理將電壓瞬間提高至 23KV以上，在燈管內產生電弧並激發氙氣而發光。在能源拮据的今日，金滷燈、氙氣燈的應 用，被視為經濟環保的理想產品。目前市場上的金滷燈、氙氣燈電子鎮流器存在自身耗能與 散熱、聲頻共振和電磁兼容、欠穩定等諸多難題，要想將金滷燈、氙氣燈廣泛推廣應用於市 電上，必須在各種矛盾中找到平衡，在各種方案中進行合理的取捨，設計出數字智能化、高 穩定、高安全性、環保、節能的電子鎮流器電路。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，以解決金 滷燈、氙氣燈電子鎮流器存在的自身耗能與散熱、聲頻共振和電磁兼容、欠穩定等諸多難 題，以實現照明燈具數字智能化、高穩定、高安全性、環保、節能的目的。為了達到上述目的，本實用新型所採用的技術方案為一種數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於採用一片高度集成，含 有數字控制系統程序的SOC即System On Chip晶片全程狀態監控，從輸入電源的檢測、電 流檢測、功率控制、功率因素校正到內部各電路的監控都由SOC完成，實現高穩定、高安全 性和數字智能化管理；電路包括有SOC控制部分、整流電路部分、串聯穩壓部分、逆變部分、 起輝電路部分、輔助電源部分。所述的數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於所述SOC控制部 分，採用一片高度集成，含有數字控制系統程序的SOC晶片對市電的穩壓，金滷燈、氙氣燈 100 500Hz交流逆變、起輝以及異常狀態保護等工作實現數字智能化管理。採用SOC中的 通信埠，通過網絡通信實現對燈的實時工作狀態的智能化管理；採用SOC專用晶片Ul中 的比較器進行功率因素計算，實現功率因素校正。所述的數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於所述整流電路部分， 金滷燈、氙氣燈電源採用將市電直接整流、降壓、穩壓後提供。所述的數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於所述串聯穩壓部分， 市電降壓穩壓的PWM開關電路採用了相應的驅動和獨立電源電路。
3[0009]所述的數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於所述逆變部分，該電 子鎮流器電路為逆變電橋的供電設計了自舉電源；由Q2、Q3、Q4、Q5以及相應的驅動電路組 成一個橋路，將穩壓後的直流逆變成100 500Hz的交變電流，經過L1、L2濾波電路後為金 滷燈、氙氣燈工作提供電能。所述的數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於所述起輝電路部分， 採用電晶體Q6和輔助電源的起輝方式和相應電路。所述的數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於所述輔助電源部分， 採用了具有多路次級電源輸出的輔助電源電路。由市售的單片開關電源晶片U2和變壓器 T2組成一個開關電源作為輔助工作電源，該輔助電源同時有多路次級電源輸出。SOC晶片以微處理器MPU為核心，集成有如下功能模塊 由AD構造的兩路電壓檢測電路，其中一路檢測市電電壓，一路檢測串聯穩壓以 後的電壓； 由比較器構造的電壓波動檢測電路，將檢測到的電壓直接反饋到輸出PWM電 路，保證輸出電壓的平穩； 由放大器構造的電流放大電路和由AD構造的電流檢測電路； 由比較器構造的電流浪湧檢測電路，該電路可以在電流突變時發出信號，直接 關斷PWM輸出，從而關斷串聯穩壓電源輸出，以防止電路受到損害； 由比較器構造的電流與電壓相位檢測電路；眷通信電路； 逆變輸出電路和穩壓PWM輸出電路。所述整流電路部分，金滷燈、氙氣燈電源採用將市電直接整流、降壓、穩壓後提供。 市電AC經過整流橋B整流成直流提供後面電路使用。所述串聯穩壓部分，市電降壓穩壓的PWM開關電路採用了相應的驅動和獨立電源 電路。Ql、L0、DO組成開關型串聯穩壓電路，將約為100 270V的交流市電整流得到約為 150 400V的直流電源穩壓到100V左右的電壓供逆變電路使用。穩壓管Ql由SOC輸出的 PWM脈寬調製信號控制，該脈寬信號驅動穩壓管Ql時，需要經過驅動電路進行電壓、電流放 大和適配。為了保證穩壓管Ql工作在完全開關狀態，驅動電路需要一個相對於穩壓管Ql 源級為15 25V的電壓，這個電壓有輔助開關電源的次級電源A通過Dl提供。驅動穩壓 管的PWM脈寬值由SOC根據輸出指令要求和實際電流、電壓檢測值通過運算後得到。所述逆變部分，該電子鎮流器電路為逆變電橋的供電設計了自舉電源。由Q2、 Q3、Q4、Q5以及相應的驅動電路組成一個橋路，將穩壓後的直流逆變成100 500Hz的交 變電流，經過Li、L2濾波電路後為金滷燈、氙氣燈工作提供電能。SOC晶片逆變驅動模塊 一和逆變驅動模塊二交替輸出驅動信號，當逆變驅動模塊一輸出開通信號時逆變驅動模塊 二則輸出關斷信號。當逆變驅動模塊一輸出開通信號時，電流從電源正極經過Q2、Li、L4、 Xelamp (金滷燈、氙氣燈)、L2、Q5到電源負極，當逆變驅動模塊二輸出開通信號時，電流從 電源正極經過Q4、L2、Xelamp (金滷燈、氙氣燈)、L4、Li、Q3到電源負極。所述起輝電路部分，採用電晶體Q6和輔助電源的起輝方式和相應電路。金滷燈、 氙氣燈起輝需要5KV以上的高壓，電路中L3、L4構成高壓變壓器，輔助開關電源的次級電源 C提供500V直流電壓加在電容器C3的兩端，在SOC發出起輝信號時，電晶體Q6導通，電容器C3儲存的電能瞬間通過Q6、高壓變壓器原邊L3釋放，高壓變壓器次級L4通過瞬間感應 產生5KV以上高壓，經過電容器C2迴路激發金滷燈、氙氣燈起輝。所述輔助電源部分，採用了具有多路次級電源輸出的輔助電源電路。由市售的單 片開關電源晶片U2和變壓器T2組成一個開關電源作為輔助工作電源，該輔助電源同時有 多路次級電源輸出，其中次級電源A為18V，專門提供降壓穩壓電路使用；次級電源B為 18V提供逆變電橋使用；次級電源C為300V經倍壓後提供金滷燈、氙氣燈起輝電路用；次級 電源D為5V，提供SOC晶片使用。本實用新型採用一片高度集成，含有數字控制系統程序的SOC晶片全程狀態監 控，從輸入電源的檢測、功率控制、功率因素控制到內部各電路的監控都由SOC完成，實現 高穩定、高安全性和數字智能化管理。採用SOC中的通信埠，通過網絡通信實現對燈的實 時工作狀態的智能化管理；採用SOC中的比較器進行功率因素計算，實現功率因素校正。電 源採用將市電直接整流、降壓、穩壓後提供；市電降壓穩壓的PWM開關電路採用了相應的驅 動和獨立電源電路；且為逆變電橋的供電設計了自舉電源；為金滷燈、氙氣燈起輝採用了 專門一組高壓電源；採用了具有多路次級電源輸出的輔助電源電路。這一系列技術創新，有 效解決了金滷燈、氙氣燈電子鎮流器存在的自身耗能與散熱、聲頻共振和電磁兼容、欠穩定 等諸多難題，實現了照明燈具數字智能化、高穩定、高安全性、環保、節能的目的。

圖1為本實用新型電路原理圖。圖2為本實用新型電路圖。圖3為本實用新型電路的控制流程圖。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示。數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，包括有SOC控制 部分、整流電路部分、串聯穩壓部分、逆變部分、起輝電路部分及輔助電源部分，所述各部分 彼此通過導線電連接；SOC控制部分包括SOC晶片U1，通過導線連接有變壓器T2、串聯穩壓部分、逆變部 分、輔助電源部分、整流橋電路、串聯穩壓部分。整流電路部分包括四個二極體D4、D5、D6、 D7構成的整流橋電路，分別有導線引出與外部市電電源、SOC控制部分、輔助電源部分、串 聯穩壓部分連接。串聯穩壓部分由Q1、L0、D0組成，將約為100 270V的交流市電整流得 到約為150 400V的直流電源穩壓到100V左右的電壓供逆變電路使用。逆變部分由Q2、 Q3、Q4、Q5以及相應的驅動電路組成，將穩壓後的直流逆變成100 500Hz的交變電流，經過 Li、L2濾波電路後為金滷燈、氙氣燈工作提供電能。SOC晶片Ul逆變驅動模塊一和逆變驅 動模塊二交替輸出驅動信號，當逆變驅動模塊一輸出開通信號時逆變驅動模塊二則輸出關 斷信號。當逆變驅動模塊一輸出開通信號時，電流從電源正極經過Q2、Ll、L4、Xelamp (金滷 燈、氙氣燈)、L2、Q5到電源負極，當逆變驅動模塊二輸出開通信號時，電流從電源正極經過 Q4、L2、Xelamp (金滷燈、氙氣燈)、L4、L1、Q3到電源負極。輔助電源部分包括相互電連接的 單片開關電源晶片U2和變壓器T2，組成一個開關電源作為輔助工作電源，該輔助電源同時 有多路次級電源輸出，其中次級電源A為18V，專門提供降壓穩壓電路使用；次級電源B為
518V提供逆變電橋使用；次級電源C為300V經倍壓後提供金滷燈、氙氣燈起輝電路用；次級 電源D為5V，提供SOC晶片使用。起輝電路部分包括高壓變壓器Tl，通過導線與Xelamp (金 滷燈、氙氣燈)、逆變部分、SOC控制部分連接。電子鎮流器核心部件採用SOC專用晶片全程 狀態監控，從輸入電源的檢測到內部各電路的監控都由SOC完成，能非常快速的完成保護 過程，不管是輸入電壓異常、內部電路故障、輸出短路或開路都能做出快速保護，實現高穩 定、高安全性和數字智能化管理。使用時，先在電子鎮流器的輸出端接上金滷燈、氙氣燈，再將電子鎮流器的輸入端 接普通的民用交流市電，便可正常點亮發光，可隨心所欲的做開關操作，同時可以通過網絡 通信適當改變金滷燈、氙氣燈的工作功率和亮度。以上所顯示的僅為本實用新型的較佳實施例而已，不能以此來限定本實用新型之 權利範圍，因此依本實用新型申請專利所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的範圍。
權利要求一種數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於包括一片集成有數字控制系統程序的SOC控制晶片，以及與所述SOC控制晶片電連接的整流電路部分、串聯穩壓部分、逆變部分、起輝電路部分、輔助電源部分。
2.根據權利要求1所述的數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於所述 SOC控制晶片中有比較器，SOC控制晶片的通信埠與外部網絡通信。
3.根據權利要求1所述的數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於所述整 流電路部分，金滷燈、氙氣燈電源採用將市電直接整流、降壓、穩壓後提供。
4.根據權利要求1所述的數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於所述串 聯穩壓部分，市電降壓穩壓的PWM開關電路採用了相應的驅動和獨立電源電路。
5.根據權利要求1所述的數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於所述逆 變部分，該電子鎮流器電路為逆變電橋的供電設計了自舉電源。由Q2、Q3、Q4、Q5以及相應 的驅動電路組成一個橋路，將穩壓後的直流逆變成100 500Hz的交變電流，經過L1、L2濾 波電路後為金滷燈、氙氣燈工作提供電能。
6.根據權利要求1所述的數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於所述起 輝電路部分，採用電晶體Q6和輔助電源的起輝方式和相應電路。
7.根據權利要求1所述的數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於所述輔 助電源部分，採用了具有多路次級電源輸出的輔助電源電路。由市售的單片開關電源晶片 U2和變壓器T2組成一個開關電源作為輔助工作電源，該輔助電源同時有多路次級電源輸 出ο
專利摘要本實用新型數字型金滷燈、氙氣燈電子鎮流器電路，其特徵在於它主要由SOC控制部分、整流電路部分、串聯穩壓部分、逆變部分、起輝電路部分及輔助電源部分組成，各部分之間採用導線電連接。它採用一片高度集成，含有數字控制系統程序的SOC晶片全程狀態監控，從輸入電源的檢測、功率控制、功率因素校正到內部各電路的監控都由SOC完成，實現照明燈具高穩定、高安全性和數字智能化管理。本實用新型適用普通市電供電使用，適用範圍廣，環保、節能、高安全、高穩定，具有良好的推廣價值。
文檔編號H05B41/292GK201657463SQ20092018765
公開日2010年11月24日 申請日期2009年9月18日 優先權日2009年9月18日
發明者方利國, 許俊傑, 許申生 申請人:黃山市高立亞照明電器有限責任公司