專利名稱：高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子鎮(zhèn)流器，尤其是一種高壓氣體放電燈(HID燈)電子鎮(zhèn)流器，屬于光電照明技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景據(jù)申請(qǐng)人了解，現(xiàn)有(HID)高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器均為 AC-DC-AC變換電路，其前級(jí)通常由濾波、整流、功率因數(shù)校正電路 組成，用以完成AC/DC的電能變換，形成一個(gè)高功率因數(shù)的電源母線， 既避免電子鎮(zhèn)流器對(duì)電網(wǎng)形成污染，又為后極高壓氣體放電燈燈負(fù)載 提供一個(gè)可適應(yīng)寬電壓輸入和實(shí)現(xiàn)連續(xù)不滅弧的穩(wěn)定直流電源。其后 級(jí)包括降壓、逆變、啟動(dòng)、限流以及控制電路，用以完成DC/AC變換， 由于其中的DC部分都需要電容來儲(chǔ)存能量，由于電解電容具有單位 體積電容量大、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，因此在電子鎮(zhèn)流器中被普遍使用。然而，電解電容也存在著許多弱點(diǎn)，如壽命短、耐溫低、不能 承受反向電壓、承受過壓能力低、承受高峰值電流和有效值電流能力 低、有酸污染、不能長時(shí)間保存，AC-DC-AC效率低等，這使得其難 以適用于"長壽命"、"高溫"和"高頻含量多的電源和負(fù)載"及"無 污染"等特殊和高可靠性要求的場合。非電解電容由于成本高、體積大，不宜做大功率HID燈的電子鎮(zhèn) 流器，加之HID燈負(fù)載本身的特殊性，啟動(dòng)時(shí)的高壓和大電流沖擊以 及HID燈的局部溫度很高，在一體化燈具的鎮(zhèn)流器安裝中存在環(huán)境溫 度高的問題，也不適于采用非電解電容。另外，高頻HID燈電子鎮(zhèn)流 器線路的特點(diǎn)是高壓和高紋波，當(dāng)具有較大損耗角的電解電容器通過 紋波電流時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生不可忽略的損耗以及由此損耗引起的溫升，此 溫升對(duì)電容壽命的影響比環(huán)境溫度的影響更直接。尤其是，HID燈電子鎮(zhèn)流器需要高電壓、高有效值電流，并有過壓、反向電壓、高峰值 電流以及耐溫和長壽命要求，這些都是采用非電解電容所無法滿足 的。檢索發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)枮?00410059174. 1、申請(qǐng)日為2004. 08. 17、 名稱為《 一種高壓放電燈高頻電子鎮(zhèn)流器線路》，申請(qǐng)?zhí)枮?200510113033.8、申請(qǐng)?jiān)粸?005. 10. 12、名稱為《一種新的HID燈 電子鎮(zhèn)流器》以及申請(qǐng)?zhí)枮?00610092921. 0、申請(qǐng)日為2006. 06. 17、 名稱為《一種高壓氣體放電燈高頻電子鎮(zhèn)流器線路》的中國發(fā)明專利 申請(qǐng)分別公開了近年來對(duì)高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器的改進(jìn)。然而， 這些改進(jìn)并未脫離AC-DC-AC的變換思路，因此仍不可避免采用各種 儲(chǔ)能電容。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提出一種耐高溫、無污染、并且使用長壽命 無電解電容、薄膜電容的高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，從而滿足電光 源科技不斷發(fā)展的需要。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明的高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器含有濾波電路，還含有微處理器和第一至第四雙向開關(guān)電路；所述濾波電路的兩輸出端分別通過第一和第三雙向開關(guān)電路并經(jīng)限流電感接高壓氣體放電燈的一端；所述濾波電路的兩輸出端還通過第二和第四雙向開關(guān)電路接高壓氣體放電燈的另一端后經(jīng)所述限流電感；所述微處理器的控制輸出端通過隔離驅(qū)動(dòng)電路耦合，分別接第 一至第四雙向開關(guān)電路的受控端，用于以預(yù)定導(dǎo)通規(guī)律導(dǎo)通所述第一至第四雙向開關(guān)電路，向高壓氣體放電燈提供預(yù)定頻率的脈沖電壓。本發(fā)明實(shí)質(zhì)上是一個(gè)將低頻交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l交流電壓的 AC-AC電源變換器，由于徹底打破了傳統(tǒng)的AC-DC-AC變換模式，借 助程序控制直接由AC-AC轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)了高頻脈沖的發(fā)生，因此完全不用 電容器件，進(jìn)而克服了采用電容器件導(dǎo)致的缺點(diǎn)，具有耐高溫、無污染、使用長壽命等顯著優(yōu)點(diǎn)。上述高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器的進(jìn)一步完善是，所述第一至第四雙向開關(guān)電路分別由開關(guān)器件控制的正向橋電路和逆向橋電路構(gòu)成；所述微處理器的控制輸出端通過隔離驅(qū)動(dòng)電路耦合，分別接第一至第四雙向開關(guān)電路中開關(guān)器件的控制端，用于以預(yù)定導(dǎo)通方向輪流 導(dǎo)通所述第一至第四雙向開關(guān)電路中的各正向橋電路和逆向橋電路， 向高壓氣體放電燈提供預(yù)定頻率的全波脈沖電壓。這樣，不僅可以完成AC-AC的電能變換，而且形成了一個(gè)高功率 因數(shù)的高頻電源，既避免了電子鎮(zhèn)流器對(duì)電網(wǎng)形成污染，又為后極 HID燈負(fù)載提供一個(gè)可適應(yīng)寬電壓輸入和實(shí)現(xiàn)連續(xù)不滅弧的穩(wěn)定高 頻電源。上述高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器的更進(jìn)一步完善是，所述微處理 器含有第一和第二兩組采樣信號(hào)輸入端，所述第一組采樣信號(hào)輸入端接所述第一至第四雙向開關(guān)電路的輸入端，用以采集輸入電信號(hào)作為 微處理器控制同步和換相的依據(jù)；所述第二組采樣信號(hào)輸入端接所述 第一至第四雙向開關(guān)電路的輸出端，用以采集輸出電信號(hào)作為微處理 器控制恒功率輸出，以及實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火、過截、空截、短路保護(hù)的依據(jù)。 這樣，微處理器可以根據(jù)輸入、輸出電信號(hào)對(duì)輸出的控制信號(hào)進(jìn) 行優(yōu)化控制，使本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器具有更多的有益功能，更好地滿 足大功率高壓氣體放電燈的恒流恒壓高頻電源需求。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。 圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例一的電路原理圖。 圖2為圖1實(shí)施例的輸出波形圖。 圖3為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例二的電路原理圖。 圖4為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例三的電路原理圖。實(shí)施例一本實(shí)施例的高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器如圖1所示，交流電源經(jīng)EMI濾波器構(gòu)成的濾波電路輸入后，兩端分別通過第一和第三雙向開 關(guān)電路，并經(jīng)限流電感T接高壓氣體放電燈HID的一端，同時(shí)此兩輸 出端還分別通過第二和第四雙向開關(guān)電路接高壓氣體放電燈HID的 另一端。HID并聯(lián)常規(guī)的觸發(fā)器。各雙向開關(guān)電路分別由一只作為開關(guān)器件的場效應(yīng)管Qi ( i=l、 2、 3、 4)和分別構(gòu)成開關(guān)器件控制正向橋電路和逆向橋電路的兩組 二極管構(gòu)成。微處理器CPU由獨(dú)立電源供電，其第一組采樣信號(hào)輸入端①②分 別接各雙向開關(guān)電路輸入端處的輸入電流和輸入電壓信號(hào)采樣點(diǎn) I-IN和V-IN，第二組采樣信號(hào)輸入端③④分別接各雙向開關(guān)電路輸 出端處的輸出電流和電壓信號(hào)采樣點(diǎn)I-0UT和V-0UT。其觸發(fā)控制信 號(hào)輸出端⑤接觸發(fā)器，控制觸發(fā)器點(diǎn)亮HID燈。該微處理器芯片的控 制輸出端通過作為隔離驅(qū)動(dòng)電路的光電耦合器件(或變壓器)耦合， 分別接第一至第四雙向開關(guān)電路中的場效應(yīng)管的受控端，用于以包括 預(yù)定導(dǎo)通方向、導(dǎo)通頻率等在內(nèi)的預(yù)定規(guī)律輪流導(dǎo)通所述第一至第四 雙向開關(guān)電路中的各正向橋電路和逆向橋電路，向高壓氣體放電燈提 供預(yù)定頻率的全波脈沖電壓(參見圖2)。具體而言，在交流輸入正半周時(shí)，微處理器首先控制第一、第四 雙向開關(guān)電路中的Q1、 Q4導(dǎo)通，使電流經(jīng)過第一雙向開關(guān)電路中的 正向橋電路D1-Q1-D4、限流電感T和HID燈，再經(jīng)過第四雙向開關(guān) 電路中的逆向橋電路D14-Q4-D15，構(gòu)成正向回路，形成一個(gè)正脈沖； 接著，控制第二、第三雙向開關(guān)電路中的Q2、 Q3導(dǎo)通，使電流經(jīng)過 第而雙向開關(guān)電路中的逆向橋電路D9-Q2-D12、 HID燈限流電感T，關(guān)電路中的正向橋電路D6-Q3-D7，構(gòu)成反向回路，形成一個(gè)負(fù)脈沖；接著再控制Q1、 Q4導(dǎo)通，.......依次輪流下去。當(dāng)微處理器根據(jù)采集的輸入電流、電壓信號(hào)判斷換相，即交流輸入負(fù)半 周時(shí)，微處理器首先控制第四、第一雙向開關(guān)電路中的Q4、 Ql導(dǎo)通， 使電流經(jīng)過第四雙向開關(guān)電路中的逆向橋電路D13-Q4-D16、 HID燈 后，經(jīng)限流電感T,再經(jīng)過第一雙向開關(guān)電路中的逆向橋電路 D2-Q1-D3,構(gòu)成反向回路，形成一個(gè)負(fù)脈沖；接著，控制第二、第三 雙向開關(guān)電路中的Q3、 Q2導(dǎo)通，使電流經(jīng)過第二雙向開關(guān)電路中的 逆向橋電路D5-Q3-D8、限流電感T和HID燈，再經(jīng)過第二雙向開關(guān) 電路中的正向橋電路D10-Q2-D11，構(gòu)成正向回路，形成一個(gè)正脈沖；接著再控制Q4、 Ql導(dǎo)通，.......依次輪流下去。從而使輸入的交流變成高功率因數(shù)的高頻交流脈沖，供給HID燈。本實(shí)施例的鎮(zhèn)流器將數(shù)字電路和雙向開關(guān)有機(jī)組合，以AC-AC 能量轉(zhuǎn)換高頻輸出的方式，形成了 HID等所需的高功率因數(shù)高頻電 源，可以避免電子鎮(zhèn)流器對(duì)電網(wǎng)形成污染，可適應(yīng)寬電壓輸入，保證 HID燈連續(xù)不滅弧的穩(wěn)定工作。并且，由于^t處理器具有輸出電壓、 電流釆樣，因此可以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、限流、恒功率輸出等各種控制，保護(hù) HID燈，使其光效率、使用壽命等都大幅度提高。 實(shí)施例二本實(shí)施例的高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器基本電路與實(shí)施例 一相 同，不同之處在于各雙向開關(guān)電路分別由 一只作為開關(guān)器件的可控硅 Qi (i=l、 2、 3、 4)和分別構(gòu)成開關(guān)器件控制正向橋電路和逆向橋電 路的兩組二極管構(gòu)成(參見圖3，微處理器控制部分與圖1完全相通， 圖3中略去)。 實(shí)施例三本實(shí)施例的高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器基本電路也與實(shí)施例一相同，不同之處在于各雙向開關(guān)電路分別由二只作為開關(guān)器件的場效 應(yīng)管和二只二極管構(gòu)成。二只場效應(yīng)管分別與一只二極管連接，構(gòu)成正向橋電路和逆向橋電路(參見圖4)。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替 換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，含有濾波電路，其特征在在于還含有微處理器和第一至第四雙向開關(guān)電路；所述濾波電路的兩輸出端分別通過第一和第三雙向開關(guān)電路并經(jīng)限流電感接高壓氣體放電燈的一端；所述濾波電路的兩輸出端還通過第二和第四雙向開關(guān)電路接高壓氣體放電燈的另一端后經(jīng)所述限流電感；所述微處理器的控制輸出端通過隔離驅(qū)動(dòng)電路耦合，分別接第一至第四雙向開關(guān)電路的受控端，用于以預(yù)定導(dǎo)通規(guī)律，導(dǎo)通所述第一至第四雙向開關(guān)電路，向高壓氣體放電燈提供預(yù)定頻率的脈沖電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在 于所述第一至第四雙向開關(guān)電路分別由開關(guān)器件控制的正向橋電路 和逆向橋電路構(gòu)成；所述微處理器的控制輸出端通過隔離驅(qū)動(dòng)電路耦 合，分別接第一至第四雙向開關(guān)電路中開關(guān)器件的控制端，用于以預(yù) 定導(dǎo)通方向輪流導(dǎo)通所述第一至第四雙向開關(guān)電路中的各正向橋電 路和逆向橋電路，向高壓氣體放電燈提供預(yù)定頻率的全波脈沖電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在 于所述微處理器具有第一和第二兩組采樣信號(hào)輸入端，所述第一組 采樣信號(hào)輸入端接所述第一至第四雙向開關(guān)電路的輸入端，用以采集 輸入電信號(hào)作為微處理器控制同步和換相的依據(jù)；所述第二組采樣信 號(hào)輸入端接所述第一至第四雙向開關(guān)電路的輸出端，用以采集輸出電 信號(hào)作為微處理器控制恒功率輸出，以及實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火、過截、空截、短 路保護(hù)的依據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在 于所述雙向開關(guān)電路分別由 一只作為開關(guān)器件的場效應(yīng)管和分別構(gòu)成開關(guān)器件控制正向橋電路和逆向橋電路的兩組二極管構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在 于所述雙向開關(guān)電路分別由一只作為開關(guān)器件的可控硅和分別構(gòu)成 開關(guān)器件控制正向橋電路和逆向橋電路的兩組二極管構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在 于所述雙向開關(guān)電路分別由二只作為開關(guān)器件的場效應(yīng)管和二只二 極管構(gòu)成，所述二只場效應(yīng)管分別與一只二^l管連"l姿，構(gòu)成正向橋電 ;洛和逆向橋電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4、 5或6所述高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其 特征在于所述隔離驅(qū)動(dòng)電路由光電耦合器件構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4、 5或6所述高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其 特征在于所述隔離驅(qū)動(dòng)電路由耦合變壓器構(gòu)成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在 于所述微處理器的觸發(fā)控制信號(hào)輸出端接并聯(lián)于高壓氣體放電燈的 觸發(fā)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，屬于光電照明技術(shù)領(lǐng)域。該鎮(zhèn)流器含有濾波電路，還含有微處理器和第一至第四雙向開關(guān)電路；濾波電路的兩輸出端分別通過第一和第三雙向開關(guān)電路并經(jīng)限流電感接高壓氣體放電燈的一端；濾波電路的兩輸出端還通過第二和第四雙向開關(guān)電路接高壓氣體放電燈的另一端；微處理器的控制輸出端通過隔離驅(qū)動(dòng)電路，分別接第一至第四雙向開關(guān)電路的受控端，用于以預(yù)定導(dǎo)通規(guī)律輪流導(dǎo)通所述第一至第四雙向開關(guān)電路，向高壓氣體放電燈提供預(yù)定頻率的脈沖電壓。本發(fā)明不用電解電容和薄膜電容器，具有耐高溫、無污染、使用長壽命等顯著優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05B41/28GK101325834SQ20081012402
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月10日
發(fā)明者劉洪生, 同 甘 申請(qǐng)人:深圳唐微科技發(fā)展有限公司