小功率金滷燈電子鎮流器的製作方法
2023-12-01 05:24:21 2
專利名稱：小功率金滷燈電子鎮流器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及到一種用於小功率金滷燈的電子鎮流器，它在金滷燈工作時 起鎮流作用，屬照明電子產品。
技術背景金屬卣化物燈(簡稱金滷燈)是繼白熾燈和螢光燈之後的第三代高效節能綠色光源，金卣燈的發光效率是滷鎢燈的4倍，壽命是由鉤燈的10倍，並且顯色 性更好，因此是替代傳統滷鎢燈的理想光源。同其它傳統的高強度氣體放電燈 (簡稱HID燈) 一樣，金卣燈具有負阻效應，因此使用時必須配鎮流器才能工 作。由於現有金滷燈使用的都是電感式鎮流器，它不僅體積大、重量重，而且 效率極低，不能快速啟動。 發明內容本實用新型所要解決的技術問題在於提出一種體積小、重量輕、效率高、 能實現金卣燈快速啟動的小功率金卣燈電子鎮流器。為解決上述技術問題，本實用新型小功率金卣燈電子鎮流器包括直流升壓 電路、整流電路、全橋逆變電路、高壓觸發電路和控制電路，整個電路都由一 片單片機控制，單片機產生直流升壓電路的P麗控制脈衝和全橋逆變器的低頻 控制脈衝。上述小功率金滷燈電子鎮流器，所述直流升壓電路採用單端反激式升壓電 路，由高頻變壓器L、開關管M2、 二極體D2和濾波電容"相連而成。上述小功率金滷燈電子鎮流器，所述單片機通過電阻R3、 R4、 R5分別與所 述全橋逆變電路的兩端相連。上述小功率金卣燈電子鎮流器，所述整流電路由L1、 L2、 Cl、 C2、 C3構成 低通濾波電路，由M0S管M,構成輸入端極性反接保護電路。本實用新型由於釆用了上述技術方案，工作時，先將DC12V輸入電壓用直 流升壓電路升壓，在金滷燈啟動瞬間升壓至400V，主要便於高壓觸發。而當金 卣燈進入穩態時，升壓電路輸出電壓降至85V左右(為金滷燈管額定工作電壓), 輸出電壓再經快恢二極體整流後，變成穩定的直流電。為了消除金滷燈的聲頻共振現象，金滷燈釆用200-500HZ方波驅動，並為此加了一級低頻全橋逆變電 路。利用直流升壓電路輸出開路時，在變壓器副邊產生的高達600V以上尖峰電 壓，通過隔離二極體對觸發電容充電，當電容兩端電壓超過600V時，高壓放電 管擊穿，電容對高壓包原邊放電，經高壓包耦合在副邊產生25KV以上的高壓， 此高壓直接加在金滷燈管的兩端，將立即啟動金卣燈開始工作。因此，本實用 新型電子鎮流器可以在金滷燈工作時起到鎮流作用，並且能夠加快金卣燈的啟 動過程。它具有體積小、重量輕、效率高、能實現金卣燈快速啟動等優點，其 重量是現有電感式鎮流器的五分之一，效率高達85%。釆用單端反激式升壓電路, 輕載時產生的600V以上的尖峰電壓對高壓觸發電容充電，縮小了傳統高壓包的 體積。單片機通過電阻R3、 R4、 R5採樣全橋逆變器的輸入電壓和輸入電流，可 以估算出當前燈功率，並與設定值比較，然後調節DC-DC變換器的P麗脈寬， 進行恆功率控制，從而延長了金滷燈的使用壽命。
圖1是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型IOW小功率金卣燈電子鎮流器由整流電路(輸入 濾波及極性保護電路)、直流升壓電路、低頻全橋逆變電路、高壓點火電路(也 即高壓觸發電路)以及控制電路五大部分組成。1、 直流升壓電路金滷燈穩態額定燈功率僅為IOW，為此可選電路結構簡單、元件少的單端反 激式升壓電路。該部分電路主要由高頻變壓器L,開關管M2， 二極體D2，濾波 電容C4組成。為使金滷燈啟動時獲得較大功率，達到快速啟動之目的，可釆用 二種方法 一種是加寬升壓電路的控制脈衝，這種方法控制電路簡單，但長時 間寬脈衝驅動，易造成開關管損壞；另一種方法是釆用變頻啟動，即啟動時降 低開關頻率，從而獲得大功率啟動，本實用新型釆用變頻法。2、 低頻全橋逆變電路金屬滷化物燈啟動時易熄滅，穩態時易發生聲頻共振，另外國產汽車金滷 燈的一致性還較差，因此本實用新型釆用全橋式逆變電路，它主要由M" M4, M5, M6構成橋式逆變電路，由單片機ICi產生兩路逆變脈衝，由IC3, IC,驅動放大，穩態時的逆變頻率為400HZ。3、 高壓點火電路(即高壓觸發電路)金卣燈冷態時點火電壓需5KV左右，熱態時點火電壓在22KV左右，為了產 生22KV高壓，目前常用的在升壓變壓器L的副邊加升壓線圈，或者用二級獨立的變壓器構成點火電路，這二種方法的缺點是，增加了電路的複雜性和升壓變 壓器L的體積。我們知道，單端反激式變換器在負載開路狀態將會在每個開關周期的開關瞬間形成很高的尖峰電壓，因此，本電路利用這個尖峰電壓脈衝 (>600V)，通過電容Cs、 03對(:6充電，當電容C6上電壓達到600V左右時，氣體 放電管D4擊穿，從而在變壓器T2原邊加上一個600V電壓，通過變壓器耦合，在 其副邊產生一個22KV以上的脈衝電壓。4、 控制電路控制電路除產生二路低頻全橋逆變脈衝和一路升壓電路用的高頻脈衝外， 還須完成輸入欠壓過壓保護、輸出開路、輸出短路保護等功能，為此我們選用 一片Freescale公司的單片機完成有關計算和控制。Ri、 112主要用於輸入電池電 壓採樣，R3、 R,主要用於逆變橋直流輸入電壓採樣，R5主要用於逆變橋直流輸入 電流釆樣，IC2、 IC3、 IC4用於脈衝驅動。燈功率主要根據逆變橋輸入電壓V。, 和輸入電流1。f的反饋值決定，即PL=V。fXI。f，當燈功率PL超過設定功率上限 11W時，升壓變換器開關管M2柵極控制脈衝的寬度變小，當燈功率Pd氐於設定 功率下限9W時，脈衝寬度變大。5、 輸入濾波及極性保護電路為了防止電子鎮流器工作時，尤其在啟動瞬間對汽車上的其它電子設備產 生幹擾，由L" L2， C" C2， C3構成低通濾波電路，MOS管M!主要用於輸入端極性反接保護。
權利要求1、小功率金滷燈電子鎮流器，其特徵在於，它包括直流升壓電路、整流電路、全橋逆變電路、高壓觸發電路和控制電路，整個電路都由一片單片機控制，該單片機產生所述直流升壓電路的PWM控制脈衝和所述全橋逆變器的低頻控制脈衝。
2、 如權利要求l所述的小功率金卣燈電子鎮流器，其特徵在於，所述直流 升壓電路釆用單端反激式升壓電路，由高頻變壓器T"開關管M2、 二極體02和 濾波電容C^相連而成。
3、 如權利要求1或2所述的小功率金卣燈電子鎮流器，其特徵在於，所述 單片機通過電阻R3、 R4、 R5分別與所述全橋逆變電路的兩端相連。
4、 如權利要求l或2所述的小功率金滷燈電子鎮流器，其特徵在於，所述 整流電路由L1、 L2、 Cl、 C2、 C3構成低通濾波電路，由M0S管Mi構成輸入端極 性反接保護電路。
專利摘要本實用新型公開了一種小功率金滷燈電子鎮流器，包括直流升壓電路、整流電路、全橋逆變電路、高壓觸發電路和控制電路，整個電路都由一片單片機控制，由單片機產生直流升壓電路的PWM控制脈衝和全橋逆變器的低頻控制脈衝。它具有體積小、重量輕、效率高、能實現金滷燈快速啟動等優點。
文檔編號H05B41/02GK201114931SQ200720112860
公開日2008年9月10日 申請日期2007年8月1日 優先權日2007年8月1日
發明者朱忠明 申請人:嘉興市光泰照明有限公司