一種電容諧振充電式高氣壓氣體放電燈的點(diǎn)火裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)計(jì)一種電容諧振充電式高氣壓氣體放電燈的點(diǎn)火裝置，屬于激光電源和 照明電源系統(tǒng)中的高壓氣體放電燈的點(diǎn)火裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于激光電源而言，最終作用對(duì)象為氣體泉浦燈，經(jīng)氣體泉浦燈放電為激光器提 供泉浦能量。氣體泉浦燈的點(diǎn)火工作狀態(tài)分為1-起輝，2-預(yù)燃和3-高壓弧光放電H階段， 是一種各階段比較復(fù)雜的非穩(wěn)態(tài)氣體放電過(guò)程。
[0003] 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)中，如圖la、b、圖2所示，圖a電路屬于外觸發(fā)型，點(diǎn)燃不可靠，且不 能通水冷卻放電燈，不適用于高氣壓的放電燈，圖b電路中點(diǎn)火電壓接到燈9的電極兩端。 因此主放電電路與燈之間必須加高壓隔離繼電器8，送種電路中往往含有予燃電源6。電路 圖2是目前最廣泛使用的高壓氣體放電燈的點(diǎn)火電路。當(dāng)電容器1充電后、晶間管SCR 2 開(kāi)通、火花隙4與脈沖變壓器3次級(jí)并聯(lián)，儲(chǔ)能器5的能量向變壓器3初級(jí)放電，次級(jí)產(chǎn)生 萬(wàn)伏W上的脈沖電壓。在該電壓作用下，火花隙4被擊穿，由串聯(lián)諧振原理可知道，在電感4 和電容2上將得到幅值為U的脈沖電壓，經(jīng)變壓器5升壓后，只要nU值大于燈的氣體擊穿 電壓Uj,燈的內(nèi)部氣體就被擊穿，形成電離通道，中性的氣體放電燈變?yōu)閷?dǎo)體，由于點(diǎn)火電 壓的能量很小，，因燈的兩端電壓沒(méi)有降到低于主電電路提供的電壓U0,擊穿后不能立即將 主電引燃，為此必須有一個(gè)予燃電壓源6,該電源的輸出電壓稱(chēng)為點(diǎn)火電壓。該電壓的作用 是當(dāng)放電燈的氣體被擊穿后，使燈得放電電流增大，燈兩端的電壓進(jìn)一步下將降，當(dāng)燈兩端 的電壓下降到低于主供電電壓U。時(shí)，U。參與放電，使燈連續(xù)點(diǎn)燃，形成穩(wěn)定的弧光放電。因 此予燃電壓源必須提供足夠的功率使燈兩端電壓下降到主供電電壓U。值W下。對(duì)高氣壓 的放電燈U。小于70v，點(diǎn)燃電流大于10安，因此予燃電源6在短時(shí)間內(nèi)必須提供大于700W 功率。
[0004] 在上述點(diǎn)火系統(tǒng)中，存在W下問(wèn)題，1由于有火花隙3的存在，對(duì)不同的燈，要隨時(shí) 調(diào)節(jié)火花隙的間隙?；鸹ㄏ斗烹姇r(shí)產(chǎn)生的電磁干擾極大，在點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生嗅氧，2變壓器磁芯 易飽和，對(duì)高氣壓燈(如氮燈)不易點(diǎn)燃，3必須有一個(gè)能在短時(shí)間提供足夠能量的輔助電源 6,基于上述原因，我們發(fā)明了一種能夠克服傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)上述問(wèn)題的新型點(diǎn)火裝置，電路 簡(jiǎn)單成本低，點(diǎn)火可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種不需要火花隙3不需要予燃電源6的高氣壓氣體放電燈 的點(diǎn)火裝置。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：如圖2所示，它包括逆變電變壓器 (8)、輸出電容（1)、高壓儲(chǔ)能電容（2)放電晶間管（3).升壓自禪變壓器（4)，諧振充電電容 (5)、放電燈（6);逆變變壓器（8)有兩組輸出抽頭，經(jīng)整流器（9) (10)及隔離二極管（11)連 接到輸出電容（1)和高壓儲(chǔ)能電容（2)上，高壓儲(chǔ)能器（2)連接到放電晶間管（3)的陽(yáng)極， 放電晶間管（3)的陰極連接到點(diǎn)火升壓變壓器（4)的輸入端，在升壓自禪變壓器的靠近輸 入端的兩圈處抽頭接到諧振電容（5)的一端，諧振電容（5)的另一端接地；升壓變壓器（4) 的輸出端與放電燈（6)的陽(yáng)極相連，放電燈的陰極接地； 所述的主逆變變壓器（8)的兩組輸出電壓分別給輸出電容（1)和高壓儲(chǔ)能電容（2)充 到一定的電壓。在輸出電容（1)上得到電壓為E。，高壓電容上得到電壓為U。； 當(dāng)放電晶間管（3)被驅(qū)動(dòng)信號(hào)開(kāi)通后，在高壓儲(chǔ)能電容器（2)上的電壓通過(guò)升壓自禪 變壓器（4)的初級(jí)線圈1、2端向諧振電容（5)充電，充電電流在升壓變壓器的高壓端感生出 高壓脈沖，該高壓脈沖使燈擊穿；在諧振電容（5)充電結(jié)束時(shí)，由于是諧振充電，被充電到， 為升壓系數(shù)。2〉〉1。作為予燃電源的電壓；諧振電容（5)在燈被擊穿后，該電壓進(jìn)一步向燈
[6] 放電，使燈（6)兩端電壓繼續(xù)下降，直到低于輸出電容（1化的放電電壓E。，送時(shí)輸出電 容向燈放電，完成高氣壓放電燈的點(diǎn)燃過(guò)程。
[0007] 本發(fā)明所述的電容諧振沖的點(diǎn)火裝置實(shí)質(zhì)上就是采用諧振電容的諧振充電過(guò)程 形成予燃電壓。同時(shí)在諧振充電過(guò)程中形成的高壓脈沖兩者合一把氣體放電燈點(diǎn)燃。
[0008] 主電逆變變壓器（8)的高壓繞組為高壓儲(chǔ)能器（2)提供初始能量，省掉外加的較 大功率的予燃電源，升壓自禪變壓器（4)是由環(huán)形鐵氧體磁芯繞制而成，它提供高壓點(diǎn)火脈 沖，省掉火花隙。
[0009] 本發(fā)明的電容諧振充電式高氣壓氣體放電燈的點(diǎn)火裝置，省掉火花隙和予燃電 源，使干擾大大的減小，重量減輕，成本下降。可廣泛的應(yīng)用到激光電源和高氣壓燈的電源 中。
[0010]
【附圖說(shuō)明】 圖1是傳統(tǒng)點(diǎn)火電路W原理圖； 圖2是本發(fā)明的電路的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 實(shí)施例1 一種電容諧振充電式高氣壓氣體放電燈的點(diǎn)火裝置。
[0012] 本發(fā)明的電容諧振充電式高氣壓氣體放電燈點(diǎn)火裝置具體實(shí)施過(guò)程結(jié)合附圖2 與附圖3詳細(xì)描述如下： 結(jié)合結(jié)構(gòu)圖2說(shuō)明本發(fā)明的組成結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的電容諧振充電式高氣壓氣體放電 燈點(diǎn)火裝置結(jié)構(gòu)圖看出，本發(fā)明包括高壓電容儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)，放電網(wǎng)絡(luò)，自禪升壓變壓器點(diǎn)火電 路，諧振電容儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)組成。他們的連接關(guān)系如下；高壓儲(chǔ)能網(wǎng)絡(luò)的電容一端接到放電網(wǎng)絡(luò) 中的放電開(kāi)關(guān)晶間管的陽(yáng)極，晶間管的陰極接到自偶升壓變壓器的輸入端，自禪變壓器的 抽頭接到諧振電容的一端，諧振電容的另一端接地。自偶升壓變壓器的高壓輸出端接到氣 體放電燈的陽(yáng)極，燈的另一端陰極接地。當(dāng)點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)信號(hào)加到放電晶間管的控制極時(shí)，晶間 管開(kāi)通，儲(chǔ)能器上的電壓通過(guò)升壓變壓器的線圈向諧振電容充電，諧振電容被充電到電壓 ，充電電流在升壓自禪變壓器的高壓端產(chǎn)生脈沖高壓，該高壓使放電燈擊穿。同時(shí)在諧 振電容上的電壓也向燈放電，使放電燈的兩端電壓下降到主供電電壓W下，主供電向燈放 電，完成點(diǎn)燈燈過(guò)程。
[0013] 由電容諧振充電式高氣壓氣體放電燈點(diǎn)火裝置電器原理圖3看出，，高壓儲(chǔ)能 網(wǎng)絡(luò)，是由主逆變變壓器、高壓整流橋Vl 0。限流電阻Rl (10K/2W)、高壓儲(chǔ)能電容器 Cl (30 U/1400V)組成。主變壓器的次級(jí)高壓繞組的高壓交流電壓經(jīng)整流橋Vl整流為直流 電壓，該電壓通過(guò)限流電阻Rl向高壓儲(chǔ)能電容器Cl充電，在高壓儲(chǔ)能器上得到一定的電 壓。該電壓將用于點(diǎn)火和給諧振電容C2(2y/1600V)充電。
[0014] 圖3中的放電網(wǎng)絡(luò)是由放電晶間管V2(MFC100/16E)和晶間管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)源 Sl @T-33) W及晶間管V2的保護(hù)吸收電路R2 (50 Q /5W) C3 (0. 1 U /1600V)組成，晶間 管V2的正極接到高壓儲(chǔ)能電容Cl的正高壓端，晶間管V2的陰極接到升壓點(diǎn)火變壓器 TUMX0-120X80)的入端1。晶間管V2的信號(hào)驅(qū)動(dòng)源產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)加到放電晶間管的控 制極，使其開(kāi)通，晶間管V2開(kāi)通后，高壓儲(chǔ)能器Cl上的電壓通過(guò)晶間管V2加到升壓變壓器 Tl的入端1。
[001引圖3中的諧振電容網(wǎng)絡(luò)是由諧振電容C2及容斷器F(IA)組成。諧振電容C2的一 端接到升壓自禪變壓器Tl的抽頭2端上，諧振電容器C2的另一端接到烙斷器F的一端，烙 斷器F的另一端接地。當(dāng)放電晶間管V2開(kāi)通后，高壓儲(chǔ)能電容Cl通過(guò)變壓器Tl的初級(jí)向 諧振電容C2放電，而不是直接向變壓器初級(jí)放電。在放電的過(guò)程中變壓器Tl的初級(jí)線圈 的電感L與諧振電容C2形成諧振充電。充電結(jié)束后，電容C2上得到的電壓為U。。在一級(jí) 近似的條件下，變壓器電感的Q值大于20時(shí)。
[0016] 諧振電容C2充電的過(guò)程是一個(gè)余弦充電過(guò)程，送個(gè)電流不是很大。充電電流在升 壓變壓器的高壓端形成點(diǎn)火高壓脈沖U，高壓脈沖擊穿放電燈，由于高壓脈沖是單頻率的沒(méi) 有火花隙所W釋放的干擾小。
[0017] 諧振電容器C2上的電壓U在燈被擊穿后參入向燈放電，使燈兩端的電壓進(jìn)一步下 降，起到予燃電源的作用。所W該點(diǎn)火裝置能省掉予燃電源。在送種裝之中，儲(chǔ)能器的能 量可W直接向燈放電，省掉高壓放電隔離繼電器，簡(jiǎn)化了放電電路。因此送種電路可省掉 電路圖2中的輔助電源6,降低成本。
[0018] 本發(fā)明沒(méi)有火花隙放電，省掉輔助電源，具有電磁干擾小、系統(tǒng)穩(wěn)定、磁芯不易 飽和，對(duì)高氣壓燈很容易點(diǎn)燃等特點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電容諧振充電式高氣壓氣體放電燈的點(diǎn)火裝置，其特征在于，包括逆變電變壓 器（8)、輸出電容（1)、高壓儲(chǔ)能電容（2)放電晶閘管（3).升壓自耦變壓器（4)，諧振充電電 容（5)、放電燈（6)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1，所述逆變變壓器（8)有兩組輸出抽頭，經(jīng)所述整流器（9) (10)及所 述隔離二極管（11)連接到所述輸出電容（1)和所述高壓儲(chǔ)能電容（2)上，所述高壓儲(chǔ)能器 (2)連接到所述放電晶閘管（3)的陽(yáng)極，所述放電晶閘管（3)的陰極連接到所述點(diǎn)火升壓變 壓器（4)的輸入端，在所述升壓自耦變壓器的靠近輸入端的兩圈處抽頭接到所述諧振電容 (5)的一端，所述諧振電容（5)的另一端接地。所述升壓變壓器（4)的輸出端與所述放電燈 (6 )的陽(yáng)極相連，放電燈的陰極接地。3. 根據(jù)權(quán)利要求1，所述主逆變變壓器（8)的兩組輸出電壓分別給所述輸出電容（1)和 所述高壓儲(chǔ)能電容（2)充到一定的電壓。在所述輸出電容（1)上得到電壓為E。，高壓電容 上得到電壓為U。。4. 根據(jù)權(quán)利要求1，所述當(dāng)放電晶閘管（3)被驅(qū)動(dòng)信號(hào)開(kāi)通后，在所述高壓儲(chǔ)能電容器 (2 )上的電壓通過(guò)所述升壓自耦變壓器（4 )的初級(jí)線圈1、2端向所述諧振電容（5 )充電，充 電電流在所述升壓變壓器的所述高壓端感生出高壓脈沖，該所述高壓脈沖使燈擊穿。5. 根據(jù)權(quán)利要求1，所述在諧振電容（5)充電結(jié)束時(shí)，由于是所述諧振充電，被充電到， f為升壓系數(shù)。2>>1。作為予燃電源的電壓。諧振電容（5)在燈被擊穿后，該電壓進(jìn)一步向 燈（6)放電，使燈（6)兩端電壓繼續(xù)下降，直到低于輸出電容（1)上的放電電壓E。，這時(shí)輸 出電容向燈放電，完成高氣壓放電燈的點(diǎn)燃過(guò)程。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公布了一種電容諧振充電式高氣壓氣體放電燈的點(diǎn)火裝置，沒(méi)有火花隙放電,省掉輔助電源,具有電磁干擾小、系統(tǒng)穩(wěn)定、磁芯不易飽和，對(duì)高氣壓燈很容易點(diǎn)燃等特點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】H05B41/28
【公開(kāi)號(hào)】CN105472854
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410385570
【發(fā)明人】張國(guó)玉, 劉石, 孫高飛
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)春理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2014年8月7日