專利名稱：高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路及其工作方法。
技術(shù)背景高強度氣體放電燈(HID燈)是用途極為廣泛的新型節(jié)能型電光源，與白熾燈相比有 節(jié)能、體積小、光譜好、發(fā)光效率高、壽命長等優(yōu)點，已逐漸成為公共場所及家庭照明的 首選光源。與所有的氣體放電電光源一樣，高壓鈉燈需要鎮(zhèn)流器來抑制流過HID燈的電流， 而且啟動時需要3 4kV的氣體擊穿電壓。中國專利文獻CN2847788公開了一種髙壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器,包括有依次連接的濾波電 路、第一整流電路、功率因數(shù)校正電路、高頻變換電路和啟動電路，上述高頻變換電路連 接PWM脈沖控制電路，上述功率因數(shù)校JH電路、PWM脈沖控制電路和啟動電路均與低壓直 流電路連接，濾波電路與低壓直流電路之間還連接有第二整流電路，第二整流電路具有獨 立的接地。隨著社會發(fā)展，能源緊缺是將長期存在的問題，對節(jié)能的要求越來越高，尤其在道路 照明方面，如何在照明亮度要求較低的時段，可方便地降低燈光亮度，以達到節(jié)能的目的， 是本領(lǐng)域技術(shù)人員要解決的技術(shù)問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種在照明亮度要求低的時段可以較方便的方式調(diào)整高壓鈉燈 輸出功率的髙壓鈉電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路及其工作方法。 為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明的髙壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路，包括可控直流源、比較電路、觸發(fā) 器和用于與高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的功率控制輸入端相連以控制高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器輸出 功率的開關(guān)電路；可控直流源的輸出端接比較電路的比較電壓輸入端；比較電路的輸出端 接觸發(fā)器的觸發(fā)信號輸入端；觸發(fā)器的觸發(fā)信號輸出端接開關(guān)電路的開關(guān)控制輸入端。上述技術(shù)方案中，比較電路為四運放集成電路，具有四個比較信號輸出端；觸發(fā)器 為雙D觸發(fā)器，具有兩對觸發(fā)信號輸入端和兩個觸發(fā)信號輸出端；開關(guān)電路具有兩個開關(guān) 控制輸入端;四運放集成電路的四個比較信號輸出端分別接雙D觸發(fā)器的兩對觸發(fā)信號輸 入端；雙D觸發(fā)器的兩個觸發(fā)信號輸出端分別接開關(guān)電路的兩個開關(guān)控制輸入端。上述技術(shù)方案中，還包括設(shè)于接觸發(fā)器和開關(guān)電路之間的隔離電路。上述技術(shù)方案中，隔離電路為光耦隔離器。上述技術(shù)方案中，所述開關(guān)電路為模擬開關(guān)模塊電路。上述高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路的工作方法，包括在不同的時間段可控直 流源的輸出端輸出不同的直流電壓至比較電路的比較電壓輸入端，并使比較電路的輸出端 輸出相應(yīng)的觸發(fā)電平至觸發(fā)器的觸發(fā)信號輸入端;當所述觸發(fā)電平滿足觸發(fā)器的觸發(fā)條件 時，觸發(fā)器輸出觸發(fā)信號至開關(guān)電路的開關(guān)控制輸入端；開關(guān)電路根據(jù)所述觸發(fā)信號使其 開關(guān)控制輸出端輸出相應(yīng)的電平，控制高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的功率控制輸入端的電平，以 最終控制高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的輸出功率。上述技術(shù)方案中，比較電路為四運放集成電路，觸發(fā)器為雙D觸發(fā)器，以使可控直流 源控制開關(guān)電路的開關(guān)控制輸出端處于三個不同的電平。本發(fā)明相對于現(xiàn)有電子鎮(zhèn)流器來說具有以下優(yōu)點(l)本發(fā)明中，可控直流源在適當 的時段輸出不同的電壓，經(jīng)比較電路和觸發(fā)器后，最終控制開關(guān)電路的輸出，以改變高壓 鈉燈電子鎮(zhèn)流器的輸出功率，達到調(diào)光的目的。故，只需分別在上半夜和下半夜由可控直 流源的輸出不同的電壓，即可實現(xiàn)在上半夜車輛人流較多時，以正常功率照明，而到下半 夜車輛人流少時，降低照明功率，從而實現(xiàn)節(jié)能的效果。(2)本發(fā)明中，比較電路為四運 放集成電路，觸發(fā)器為雙D觸發(fā)器，從而可使高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的輸出功率具有3檔， 以分別滿足上半夜亮度要求較高、深夜亮度要求較低和黎明前亮度又較高的照明要求。(3) 本發(fā)明中，接觸發(fā)器和開關(guān)電路之間設(shè)置一隔離電路，可防止雙D觸發(fā)器對開關(guān)電路的干 擾。附困說明為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例及應(yīng)用例并結(jié)合 附圖，對本發(fā)明進一步詳細的說明，其中

圖1是本發(fā)明的壓控調(diào)光電路及可與其配合使用的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的電路框圖；圖2是本發(fā)明的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路的電路原理圖；圖3是與本發(fā)明的壓控調(diào)光電路相配合使用的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的電路原理圖。
具體實施方式
(實施例l)見圖l，本實施例的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路，包括可控直流源15、 比較電路ll、觸發(fā)器12、隔離電路13和開關(guān)電路14。可控直流源15為手動控制或由定時器控制的直流源?？煽刂绷髟?5的輸出端接比 較電路ll的比較電壓輸入端；比較電路11的輸出端接觸發(fā)器12的觸發(fā)信號輸入端；觸 發(fā)器12的觸發(fā)信號輸出端接開關(guān)電路14的開關(guān)控制輸入端。隔離電路13設(shè)于接觸發(fā)器 12和開關(guān)電路14之間，用于防止雙D觸發(fā)器對開關(guān)電路14的干擾。隔離電路為2個型 號是4N25的光耦隔離器。見圖2，比較電路11為由型號是LM324的四運放集成電路和用于在LM324的3、 5、 9和13腳上設(shè)定參考電平的電阻R1-R8， LM324的四個比較信號輸出端分別為1、 7、 14 和8腳；觸發(fā)器12為型號是CD4013BE的雙D觸發(fā)器，其兩對觸發(fā)信號輸入端分別為4、 6、 8和10腳，其兩個觸發(fā)信號輸出端分別為1和13腳；LM324的1、 7、 14和8腳分別 依次接雙D觸發(fā)器4、 6、 10和8腳。開關(guān)電路14為型號是CD4051BE的模擬開關(guān)，其兩 個開關(guān)控制輸入端分別為10和11腳，雙D觸發(fā)器的1和13腳分別接開關(guān)電路14的10 和11腳。開關(guān)電路14具有功率控制輸出端即15腳，用于與高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的功率控制輸 入端相連以控制高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器輸出功率。本實施例的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路的工作原理如下以可控直流源15輸出的直流電壓作為比較信號,通過比較電路11的數(shù)字變換去控制 HID電子鎮(zhèn)流器的振蕩頻率，從而改變HID電子鎮(zhèn)流器的輸出阻抗，使HID電子鎮(zhèn)流器實 現(xiàn)三檔不同的輸出功率，并實現(xiàn)節(jié)能。見圖2，可控直流源15在不同的時間段輸出的0-10V直流電壓信號經(jīng)Dl后去控制 LM324 (比較器)的3腳、6腳、9腳、12腳輸入端，LM324中的四個比較器的同向端設(shè)有 分壓電阻Rl-肪，以構(gòu)成兩檔電壓比較器一檔比較電壓為2—4V，上限為4V，下限為2V; LM324的14腳的輸出送到雙D 觸發(fā)器的10腳(R端)；LM324的8腳的輸出送到雙D觸發(fā)器的8腳(S端)，信號經(jīng)雙D 觸發(fā)器的13腳的輸出送到4N25的1腳,通過光耦器隔離后其4腳的輸出送到模擬開關(guān)的 11腳輸入端。由模擬開關(guān)的15腳與3腳構(gòu)成第一檔開關(guān)電壓去控制電子鎮(zhèn)流器的輸出振 蕩頻率，改變電子鎮(zhèn)流器的輸出阻抗，從而控制HID燈的功率達到第一級調(diào)光的目的。另一檔比較電壓為6~9V，上限為9V，下限為6V; LM324的1腳的輸出送到雙 D觸發(fā)器的4腳(R端)；7腳的輸出送到雙D觸發(fā)器的6腳(S端)，信號經(jīng)雙D觸發(fā)器的 1腳的輸出送到光耦器IC4的1腳，通過光耦器隔離后其4腳的輸出送到模擬開關(guān)的10 腳輸入端。由模擬開關(guān)的13腳與3腳構(gòu)成第二檔開關(guān)電壓(高于第一檔開關(guān)電壓)去控 制鎮(zhèn)流器的輸出振蕩頻率，改變電子鎮(zhèn)流器的輸出阻抗，從而控制燈的功率達到第二級調(diào) 光的目的。當比較電壓低于2V時，HID電子鎮(zhèn)流器將工作于全功率狀態(tài)，此時HID燈的輸出的 光通量達到最高。上述高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路的工作方法，包括在不同的時間段可控直 流源15的輸出端輸出不同的直流電壓(如上半夜可控直流源15輸出的0-2V的電壓，下 半夜輸出2—4V，黎明時輸出6~9V)至比較電路11的比較電壓輸入端，并使比較電路 11的輸出端輸出相應(yīng)的觸發(fā)電平至觸發(fā)器12的觸發(fā)信號輸入端；當所述觸發(fā)電平滿足觸 發(fā)器12的觸發(fā)條件時，觸發(fā)器12輸出觸發(fā)信號至開關(guān)電路14的開關(guān)控制輸入端；開關(guān) 電路14根據(jù)所述觸發(fā)信號使其開關(guān)控制輸出端輸出相應(yīng)的電平，以控制高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的功率控制輸入端的電平，以最終控制高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的輸出功率。從而實現(xiàn)了高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的在不同的時間段具有不同的功率輸出。其中，在可 控直流源15輸出的直流電壓在4-6V時，HID電子鎮(zhèn)流器的功率輸出無變化。(應(yīng)用例l)見圖1，與本發(fā)明的壓控調(diào)光電路相配合使用的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器中，濾波電 路l、第一整流電路2、功率因數(shù)校正電路3、高頻變換電路4、啟動電路5和限流電路9 依次相串聯(lián)，濾波電路1經(jīng)第二整流電路10后接低壓直流電路6的電源端，低壓直流電 路6的直流電源輸出端分別與功率因數(shù)校正電路3、保護電路7、和PWM脈沖控制電路8 的直流電源端相連。啟動電路5保護檢測信號輸出端接保護電路7的保護檢測信號輸入端; 保護電路7的第一保護控制輸出端和第二保護控制輸出端分別接功率因數(shù)校正電路3的第 一保護控制輸入端和PWM脈沖控制電路8的第二保護控制輸入端。PWM脈沖控制電路8的髙頻變換控制輸出端接高頻變換電路4高頻變換控制輸入端。濾波電路1對電網(wǎng)輸入的電壓信號進行濾波,濾波后的電壓信號分別輸出到第一整流 電路2和第二整流電路10:第一整流電路2對輸入的交流電進行整流，整流后的信號輸 出到功率因數(shù)校正電路3;第二整流電路10將輸入的交流電進行整流，整流后的信號輸 出到低壓直流電路6，第二整流電路10具有獨立的接地，低壓直流電路6將輸入的信號 進行轉(zhuǎn)換，輸出一個穩(wěn)定的低壓直流電15V,為功率因數(shù)校正電路3、 PWM脈沖控制電路8 以及保護電路7中的有源器件供電。功率因數(shù)校正電路3將輸入信號進行轉(zhuǎn)換，輸出一個 穩(wěn)定的直流電壓400V，通過高頻變換電路4給高壓鈉燈供電。PWM脈沖控制電路8輸出髙 頻變換控制信號控制高頻變換電路4導(dǎo)通。髙頻變換電路4與高壓鈉燈之間連接有限流電 路9。保護電路7對離壓鈉燈HID發(fā)生開路或短路的意外故陣起保護作用。見圖3,濾波電路1包括壓敏電阻RU、電容C1、 C2、 C3、 C4以及高頻電感L1。其中， 電容C3、 C4的接點接地保護。第一整流電路2由橋式整流電路KB1和電容C6組成。第二整流電路10由橋式整流電路KB2和電解電容E3組成。功率因數(shù)校正電路3由型號為MC33262功率因數(shù)校正器Ul以及外圍的電阻Rl-R12、 電解電容E1、電容C7、 C8、 C9、 CIO、變壓器T1、場效應(yīng)管Q1、 二極管D1構(gòu)成。高頻變化電路4采用的是半橋逆變電路，包括場效應(yīng)管04、 Q5，變壓器T3、電容C24、 C25、 二極管D8、 D9、 DIO，穩(wěn)壓管Z3、 Z4、 Z5，電阻R28、 R29、 R30、 R31、 R38'三極 管Q2、 Q3。啟動電路5包括電阻R34、 R35、 R36、 R40、 R41、 R42、 R43、 R44、 R45、電容C40、 C26以及可控硅Q6、雙向二極管DB3。低壓直流電源6包括有型號為TOP211Y的開關(guān)電源單片機U2、型號為4N25的光電耦 合器U3、 二極管D2、 D3、 D4、穩(wěn)壓管Z1、 Z2,電解電容E3 E5、電容C50，電阻R50和 變壓器T2。低壓直流電源6為功率因數(shù)校正器、PWM集成控制器以及型號為LM324的四運 放集成電路提供15V直流電壓。保護電路7包括型號為LM324的四運放集成電路U4以及外圍的二極管D5、 D6、 D7、 電容C13 C18、電阻R14 R18、電位器RW1。上述高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的功率控制輸入 端為電容C18和電阻R18的接點即OUT端。PWM脈沖控制電路8包括型號為SG3525A的電壓型PWM集成控制器U5以及外圍的電 阻R21 R27、電容C19 C20、 二極管D7。限流電路9包括電容C27、變壓器T4。電容C27的兩端分別與場效應(yīng)管Q4的漏極和髙壓鈉燈HID的一端連接。變壓器T4原邊的一端與可控硅Q6連接,原邊的另一端連接在 電阻R36和電容C26的接點處。變壓器T4副邊的一端接離壓鈉燈HID的另一端，變壓器 T4副邊的另一端接場效應(yīng)管Q5的漏極。在電路運行的過程中，當高壓鈉燈在運行過程中電路出現(xiàn)異常情況(如輸出短路、開 路等情況)、電路的電流發(fā)生變化時，LM324四運放集成電路U4的第9腳經(jīng)電容C18測到 高電平后，四運放集成電路U4的7腳輸出一個高電平控制信號，該髙電平控制信號經(jīng)二 極管D5、 D6、電阻R19后加到功率因數(shù)校正器U1的1腳，使功率因數(shù)校正電路3輸出的 直流壓下降(其下降幅度與所述LM324四運放集成電路U4的第9腳的電平成正比)，從而 使鎮(zhèn)流器的輸出功率也隨之下降，達到保護目的；與此同時PWM脈沖控制電路U5的6腳 的電位也升髙，使其ll腳輸出的脈沖寬度變窄，使鎮(zhèn)流器的輸出功率進一步下降，進一 步達到保護的作用與此同時，四運放集成電路U4的14腳輸出正脈沖控制信號，該控制信 號使二極管D7截止，導(dǎo)致功率因數(shù)校正器Ul的3腳電位升髙，功率因數(shù)校正電路3的輸 出電壓進一步下降至200V。當本發(fā)明的壓控調(diào)光電路使髙壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的功率控制輸入端即OUT端電平升 髙(提升至第一檔或第二檔開關(guān)電壓)時，鎮(zhèn)流器的工作原理同上，從而降低了HID燈的 照明功率。
權(quán)利要求
1. 一種高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路，其特征在于包括可控直流源(15)、比較電路(11)、觸發(fā)器(12)和開關(guān)電路(14)；可控直流源(15)的輸出端接比較電路(11)的比較電壓輸入端；比較電路(11)的輸出端接觸發(fā)器(12)的觸發(fā)信號輸入端；觸發(fā)器(12)的觸發(fā)信號輸出端接開關(guān)電路(14)的開關(guān)控制輸入端；開關(guān)電路(14)的開關(guān)控制輸出端用于與高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的功率控制輸入端相連以控制高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的輸出功率。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的髙壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路，其特征在于比較 電路(11)為四運放集成電路，具有四個比較信號輸出端；觸發(fā)器(12)為雙D觸發(fā)器， 具有兩對觸發(fā)信號輸入端和兩個觸發(fā)信號輸出端；開關(guān)電路(14)具有兩個開關(guān)控制輸入 端；四運放集成電路的四個比較信號輸出端分別接雙D觸發(fā)器的兩對觸發(fā)信號輸入端；雙 D觸發(fā)器的兩個觸發(fā)信號輸出端分別接開關(guān)電路(14)的兩個開關(guān)控制輸入端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的髙壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路，其特征在于 還包括設(shè)于接觸發(fā)器(12)和開關(guān)電路(14)之間的隔離電路(13)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路，其特征在于所述 隔離電路(13)為光耦隔離器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路，其特征在于 所述開關(guān)電路(14)為模擬開關(guān)模塊電路。
6、 上述髙壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路的工作方法，包括在不同的時間段可 控直流源(15)的輸出端輸出不同的直流電壓至比較電路(11)的比較電壓輸入端，并使比較電路(11)的輸出端輸出相應(yīng)的觸發(fā)電平至觸發(fā)器(12)的觸發(fā)信號輸入端；當所述觸發(fā)電平滿足觸發(fā)器(12)的觸發(fā)條件時，觸發(fā)器(12)輸出觸發(fā)信號至開關(guān)電路(14) 的開關(guān)控制輸入端；開關(guān)電路(14)根據(jù)所述觸發(fā)信號使其開關(guān)控制輸出端輸出相應(yīng)的電平，以控制髙壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的功率控制輸入端的電平，以最終控制高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流 器的輸出功率。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路的工作方法，其特征 在于比較電路(11)為四運放集成電路，觸發(fā)器(12)為雙D觸發(fā)器，以使可控直流源(15)控制開關(guān)電路(14)的開關(guān)控制輸出端處于三個不同的電平。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的壓控調(diào)光電路及其工作方法，該壓控調(diào)光電路包括用于接收電壓控制信號的比較電路、觸發(fā)器和用于與高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的功率控制輸入端相連以控制高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器輸出功率的開關(guān)電路；比較電路的輸出端接觸發(fā)器的觸發(fā)信號輸入端；觸發(fā)器的觸發(fā)信號輸出端接開關(guān)電路的開關(guān)控制輸入端。本發(fā)明的壓控調(diào)光電路可在照明效果要求低的時段以較方便的方式調(diào)整高壓鈉燈輸出功率，以節(jié)能。
文檔編號H05B41/38GK101227786SQ20071001958
公開日2008年7月23日 申請日期2007年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月18日
發(fā)明者駱中心 申請人:史俊生