用於無極放電燈的電路裝置的製作方法
2024-03-08 13:32:15
專利名稱：用於無極放電燈的電路裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及放電燈的控制裝置。
背景技術：
無極放電燈是一種長壽命的高效光源，控制無極放電燈的工作已有許多公知的電路裝置。1998年6月10日公開的中國專利申請號為97123080.3的發明專利申請，披露了一種用於無極放電燈的電路裝置。該種電路裝置帶有一個用高頻功率供載的負載迴路、一個驅動負載迴路的頻率發生器和一個控制頻率發生器的控制電路。該種電路裝置設置了結構複雜的控制電路，使電路裝置的生產或調整較為困難；另外該種電路裝置使用了具有雙向觸發器件的常規啟動電路，而雙向觸發器件容易損壞、且成本較電阻或電容元件要高。
發明內容
本發明是要提出一種經過改進的用於無極放電燈的電路裝置。使用無雙向觸發器件的啟動電路，設置一個具有扼流電感和驅動電感功能的有三個繞組的變壓器，從整體上簡化電路裝置的結構，降低成本，提高工作的可靠性。
本發明的用於無極放電燈的一種包括自振蕩DC/AC變換器的電路裝置，這種變換器具有一個諧振負載迴路，由電容、扼流電感和燈電感所組成，它通過燈電感為無極放電燈的放電腔提供高頻能量；一個DC/AC變流電路，它有一對串接在直流電壓源的第一和第二輸出端之間的功率開關，該對功率開關的串接點與一個公共節點相連，並在該公共節點和一個基準節點處與所述的諧振負載迴路相連，為諧振負載迴路提供高頻能量；一個驅動控制電路，由電容、二極體和兩個驅動電感所組成，為所述的一對功率開關提供驅動控制信號；其特徵在於1)、設置了一個具有三個繞組的變壓器，其變壓器的一個繞組作為所述的諧振負載迴路中的扼流電感，其變壓器的另外二個繞組作為所述的驅動控制電路中的兩個驅動電感。
2)、一個啟動電路，由電阻和電容所組成，用於產生啟動信號。
本發明具有如下積極效果1)、實現了供電電源的高頻變換，為無極放電燈的工作提供了有效而又必要的高頻能量；2)、由於設置了一個具有扼流電感和驅動電感功能的變壓器，使扼流電感和驅動變壓器這兩個分立的器件合併成單一的器件，同時使用該器件的驅動電路其結構也很簡單，另外由於採用了由電阻和電容所組成的無雙向觸發器件的啟動電路，因此本發明從整體上簡化了電路裝置的結構，縮小了體積，有利於電路裝置的小型化、降低成本並提高其可靠性。
圖1是本發明的電路裝置的結構原理圖。
圖2是本發明的實施例之二。
圖3是本發明的實施例之三。
具體實施例方式
以下結合實施例及附圖加以說明圖1示出了本發明的電路裝置的結構原理圖。直流電壓源S是一個AC/DC變換器，例如是一個50Hz或60Hz的公用交流電源經過橋式整流獲得的直流電壓源，或是一個經過輸入濾波、橋式整流並經過功率因數變換獲得的直流電壓源，它的輸入端子連接到公共交流電源的P、N極上，它的輸出有第一和第二輸出端子A、B。一個DC/AC變流電路，它有一對功率開關Q1、Q2串接在直流電壓源S的第一和第二輸出端子A和B上。第一功率開關Q1的一個主電極1c被連接到第一輸出端子A上，第一功率開關Q1的另一個主電極1a被連接到第二功率開關Q2的一個主電極2c上。第二功率開關Q2的另一個主電極2a被連接到第二輸出端子B上。該對功率開關的串接點C』與公共節點C是同一節點。該對功率開關在正常工作期間向諧振負載迴路提供高頻電流，在本例中，該對功率開關的工作頻率大約為2.7MHz。
諧振負載迴路包括由變壓器T的一個繞組構成的扼流電感L3、第一電容C4，以及由第二電容C5和燈電感L4串聯而成的另一支路，該支路並聯於第一電容C4的兩端。無極放電燈由燈電感L4和無極放電燈的放電腔G所組成，燈電感L4通過連接端子H和L接入其電路。諧振負載迴路在公共節點C處和一個基準節點D處與所述的DC/AC變流電路相連。諧振負載迴路中的高頻能量通過燈電感L4提供給無極放電燈的放電腔G。
驅動控制電路為所述的一對功率開關Q1和Q2提供驅動控制信號。由變壓器T的一個繞組構成的驅動電感L1、兩個相互反方向串聯的擊穿元件D1、D2，以及電容C1所構成的驅動控制電路為功率開關Q1提供驅動控制信號。同樣由變壓器T的一個繞組構成的驅動電感L2、兩個相互反方向串聯的擊穿元件D3、D4，以及電容C2所構成的驅動控制電路為功率開關Q2提供驅動控制信號。電容C1用於限制功率開關Q1的控制電極1b和主電極1a之間的電壓的變化率，同樣電容C2用於限制功率開關Q2的控制電極2b和主電極2a之間的電壓的變化率，這樣有利於保證在功率開關Q1和Q2的開關摸式中的空載時間，其中兩個功率開關Q1和Q2在任一功率開關導通的時間裡另一功率開關是斷開的。另外，連接於功率開關Q1的控制電極1b和主電極1a之間的一對擊穿元件D1、D2，或連接於功率開關Q2的控制電極2b和主電極2a之間的一對擊穿元件D3、D4，例如是兩對齊納二極體，用於限制功率開關Q1在控制電極1b和主電極1a之間的最大電壓，或是限制功率開關Q2在控制電極2b和主電極2a之間的最大電壓，這有利於保護功率開關Q1和Q2。
啟動電路ST由電阻R1、R2、R3和電容C3所組成。啟動電路ST在未加電工作前，電容C3上的電壓為零，而在啟動工作期間，因電容C3的容量較電容C1的容量大而有相對較長的時間常數，串聯連接的驅動電感L1基本上是短路的。例如選用電阻R1、R2、R3的阻值相等，則在剛接通公用交流電源時，節點E和公共節點C處的電壓約為直流電壓源S輸出電壓的三分之一，電容C3開始從左向右充電，直到電容C3上的電壓達到功率開關Q1的閾值電壓時，功率開關Q1進入導通狀態，這時經功率開關Q1在諧振負載迴路中產生電流，接著諧振負載迴路中的電流通過變壓器T的作用產生功率開關Q1和Q2的再生控制，從而達到了啟動工作的目的。在啟動後的穩定工作期間，節點E的電壓和公共節點C的電壓大約相等，約為直流電壓源S輸出電壓的二分之一，這樣電容C3不再通過電阻R1、R2充電，以致再次產生啟動功率開關Q1導通的啟動信號。
以下簡述其工作過程本發明的電路裝置加電激勵時，直流電壓源S的輸出電壓通過由電阻R1、R2、R3和電容C3所組成的啟動電路ST向電容C3充電，當電容C3上的電壓達到功率開關Q1的閾值電壓時，功率開關Q1導通，這時就在諧振負載迴路中產生電流，由於變壓器T的耦合作用，使兩個驅動控制電路產生了相位相反而幅度基本相同的驅動控制信號，從而使功率開關Q1和Q2形成自激振蕩，自激振蕩的高頻能量通過諧振負載迴路中的燈電感L4提供給無極放電燈的放電腔G。
圖2給出了本發明的另一個實施例，與圖1所示的實施例相比，只是驅動控制電路的組成略有不同，在功率開關Q1和Q2的控制電極1b、2b上串聯了小電阻(例如10Ω)R4或R5，這有利於保護功率開關Q1和Q2。
圖3給出了本發明的又一個實施例，與圖1所示的實施例相比，只是啟動電路中的電阻R3的連接位置略有不同，電阻R3並接於諧振負載迴路的一個電容C5的兩端，這種連接方式可以使燈電感L4處於斷路狀態時，本發明的電路裝置不啟動工作。
對於直流電源S的輸出電壓為310伏特、額定功率為48瓦的無極放電燈來說，圖1所示實施例的一例的技術結構參數為功率開關Q1、Q2為IRF820穩壓二極體D1、D2、D3、D4為15V電容C1、C2為470PF電容C3＝0.1μF電容C4＝680PF電容C5＝1000PF電阻R1＝R2＝R3＝1MΩ驅動電感L1＝L2＝1.2μH扼流電感L3＝25μH燈電感L4＝12μH按照本發明的基本結構組成原理和說明，本領域的技術人員可以在其範圍內設計出不同的實施例。
權利要求
1.用於無極放電燈的一種包括自振蕩DC/AC變換器的電路裝置，這種變換器具有一個諧振負載迴路，由電容(C4、C5)、扼流電感(L3)和燈電感(L4)所組成，它通過燈電感(L4)為無極放電燈的放電腔(G)提供高頻能量；一個DC/AC變流電路，它有一對串聯連接在直流電壓源(S)的第一和第二輸出端(A、B)之間的功率開關(Q1、Q2)，該對功率開關(Q1、Q2)的串接點與公共節點(C)相連，並在公共節點(C)和基準節點(D)處與所述的諧振負載迴路相連，為諧振負載迴路提供高頻能量；一個驅動控制電路，由兩個驅動電感(L1、L2)、電容(C1、C2)和二極體(D1、D2、D3、D4)所組成，為所述的一對功率開關(Q1、Q2)提供驅動控制信號；其特徵在於1)、設置了一個具有三個繞組的變壓器(T)，其變壓器(T)的一個繞組作為所述的諧振負載迴路中的扼流電感(L3)，其變壓器(T)的另外二個繞組作為所述的驅動控制電路中的兩個驅動電感(L1、L2)；2)、一個啟動電路(ST)，由電阻(R1、R2、R3)和電容(C3)所組成，用於產生啟動信號。
2.如權利要求1所述的電路裝置，其特徵在於所述的諧振負載迴路具有一個串聯諧振迴路(L3、C4)及與該串聯諧振迴路的電容元件(C4)相併聯的一個支路(C5、L4)，在此，該電容元件(C4)連同另一個電容(C5)及燈電感(L4)構成一個並聯諧振迴路(C4、C5、L4)，並且該電容元件(C4)是屬於兩個諧振迴路的。
3.如權利要求1所述的電路裝置，其特徵在於所述的啟動電路中的電容(C3)連接於所述的DC/AC變流電路中的一個功率開關(Q1)的控制端(E)和所述的驅動控制電路中的一個驅動電感(L1)的一端(F)之間。
4.如權利要求1所述的電路裝置，其特徵在於所述的啟動電路中的兩個電阻(R1、R2)串接在一起，其串接點與所述的DC/AC變流電路中的一個功率開關(Q1)的控制端(E)相連，所串接的電阻(R1、R2)的兩端分別與直流電壓源(S)的第一和第二輸出端(A、B)相連。
5.如權利要求1所述的電路裝置，其特徵在於所述的啟動電路中的一個電阻(R3)連接於所述的公共節點(C)和基準節點(D)之間。
6.如權利要求1所述的電路裝置，其特徵在於所述的啟動電路中的一個電阻(R3)並接於所述的諧振負載迴路的一個電容(C4)的兩端。
7.如權利要求1所述的電路裝置，其特徵在於所述的啟動電路中的一個電阻(R3)並接於所述的諧振負載迴路的一個電容(C5)的兩端。
全文摘要
本發明屬於放電燈的控制裝置。用於無極放電燈的一種包括自振蕩DC/AC變換器的電路裝置，這種變換器具有諧振負載迴路、DC/AC變流電路、驅動控制電路和啟動電路。使用無雙向觸發器件的啟動電路和設置一個具有扼流電感和驅動電感功能的有三個繞組的變壓器，使電路裝置的結構簡化、體積縮小，提高其工作的可靠性。
文檔編號H05B41/282GK1642379SQ20041000236
公開日2005年7月20日 申請日期2004年1月6日 優先權日2004年1月6日
發明者任文華 申請人:任文華