專利名稱：一種帶新型輔助繞組串聯(lián)式點火電路結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于高壓氣體放電燈的帶新型輔助繞組串聯(lián)式點火電路結(jié) 構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù)：
高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器包括高壓點火電路與穩(wěn)態(tài)電源供應電路，點火電路與 穩(wěn)態(tài)電源供應電路一般可以采用串聯(lián)與并聯(lián)方式。穩(wěn)態(tài)電源供應電路包括直流升壓電路和 全橋逆變電路。點火電路的高壓發(fā)生電路一般有單級升壓電路、雙級升壓電路。串聯(lián)的單級升壓電路，如圖1所示，此電路一般要求匝比很高，因高壓線圈流過燈 電流，所用導線不能太細，這樣會使高壓變壓器體積做的很大。并聯(lián)的單級升壓電路，如圖2所示，可將高壓側(cè)線圈導線做的很細，但燈需要串聯(lián) 另外的鎮(zhèn)流電感，這樣電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)的體積也會很大。雙級升壓電路，如圖3所示，在產(chǎn)生高壓的同時，高壓側(cè)繞組起到電子鎮(zhèn)流器電感 的作用，可降低系統(tǒng)的體積和重量。采用在前級反激變壓器的副邊加輔助繞組的辦法，但增 加了反激變壓器的體積和制作難度。為了能減小變壓器體積，又能產(chǎn)生高壓，現(xiàn)有點火電路采用倍壓串聯(lián)點火電路結(jié) 構(gòu)，如圖4所示。采用倍壓串聯(lián)點火電路的電子鎮(zhèn)流器包括輸入濾波器、反激變換器、續(xù)弧 電路、全橋逆變電路、倍壓電路、串聯(lián)結(jié)構(gòu)點火電路，利用反激變換器輸出級倍壓整流電路， 只使用了一級升壓變壓器，可降低變壓器的匝比，不會增加變壓器的體積。但在對高壓氣體 放電燈每次進行高壓點火時和啟動過程中，都會使得燈管兩個電極中的一個電極固定為陽 極，另一個電極固定為陰極，這樣的高壓點火電路結(jié)構(gòu)和啟動過程，會使得高壓氣體放電燈 的使用壽命大大降低，而且點火電路效率低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決現(xiàn)有電子鎮(zhèn)流器的倍壓串聯(lián)式點火電路存在效率低的問題，提 供了一種效率高、結(jié)構(gòu)簡湊的帶新型輔助繞組串聯(lián)式點火電路結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器。本實用新型的技術(shù)方案 一種帶新型輔助繞組串聯(lián)式點火電路結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器，包括依次級聯(lián)連接的用 于隔斷蓄電池與本裝置之間的高頻干擾的輸入濾波器、用于把輸入為蓄電池等級的直流電 壓升高的DC-DC反激變換器、用于把高壓直流電變換為高壓方波電壓的DC-AC全橋逆變電 路，所述輸入濾波器的前端連接有蓄電池，所述DC-AC全橋逆變電路上并聯(lián)連接有當高壓 氣體放電燈的兩個電極被擊穿時，短暫地為高壓氣體放電燈提供能量的續(xù)弧電路，其特征 在于所述DC-AC全橋逆變電路上串聯(lián)有用于產(chǎn)生擊穿高壓氣體放電燈兩個電極的高壓的 輔助繞組串聯(lián)式點火電路；所述輔助繞組串聯(lián)式點火電路包括正輔助繞組倍壓電路和負輔 助繞組倍壓電路，所述正、負輔助繞組倍壓電路的輸出端分別與雙觸點繼電器連接，所述雙 觸點繼電器與升壓電路連接，所述升壓電路與高壓氣體放電燈連接；[0010]所述正輔助繞組倍壓電路包括第三電容，所述第三電容的第一端與DC-DC反激變 換器的輸出端第一二極管的陽極及正輔助繞組的第一端相連，所述正輔助繞組的第一端與 DC-DC反激變換器的第一繞組的第一端是同名端，所述正輔助繞組的第二端與第二二極管 的陽極相連，所述第二二極管的陰極與第三電容的第二端、雙觸點繼電器相連；所述負輔助繞組倍壓電路包括第七電容，所述第三電容的第一端與負輔助繞組的 第一端相連，所述負輔助繞組的第一端與DC-DC反激變換器的第一繞組的第一端是同名 端，所述負輔助繞組的第二端與第四二極管的陽極相連，所述第四二極管的陰極與第七電 容的第二端相連并接地。進一步，所述升壓電路包括限流電阻，所述限流電阻第一端與雙觸點繼電器的輸 出端相連，所述限流電阻的第二端與點火電容器第一端及高壓雙向觸發(fā)二極管第一端相 連，所述點火電容器第二端接地，所述高壓雙向觸發(fā)二極管的第二端與點火變壓器的低壓 側(cè)第一端相連，所述點火變壓器的高壓側(cè)第一端與高壓氣體放電燈第一端相連，所述高壓 氣體放電燈的第二端與阻隔低頻電容的第一端、壓敏電阻的第一端、DC-AC全橋逆變電路的 第二電感相連，所述阻隔低頻電容的第二端、壓敏電阻的第二端與點火變壓器的高壓側(cè)第 二端相連并一起連接到DC-AC全橋逆變電路的第三電感上。高壓氣體放電燈的啟動過程從暫態(tài)至穩(wěn)態(tài)共分為電壓擊穿、輝光放電、輝光轉(zhuǎn)弧 光放電、弧光放電(穩(wěn)態(tài)工作)等四個階段，如圖5所示具體狀態(tài)過渡過程。暫態(tài)時間的長 短與輝光轉(zhuǎn)弧光階段供給燈管的功率大小有關(guān)，若于輝光轉(zhuǎn)弧光期間加一較大的功率給燈 管，將使得燈管溫度上升的速度加快，而縮短了高壓氣體放電燈的暫態(tài)時間，使燈管能較快 的進入穩(wěn)態(tài)工作。
啟動期間，電子鎮(zhèn)流器要經(jīng)歷高壓擊穿、電流接續(xù)、預熱維弧3個階段。高壓啟 動電路是高壓氣體放電燈能否瞬間點亮的基礎(chǔ)。但輝光放電后慣性和濾波電路的延遲 使直流變換器和檢測回路很難有較快的響應速度，所以電子鎮(zhèn)流器里面要包含電流接續(xù) (take-over)電路，它將電容預先儲存的能量為燈提供一較大的瞬間電流，保證輝光到弧光 的可靠過渡。本實用新型對點火電容器共有兩種充電方式當雙觸點繼電器的“1 - 3”閉合時， 通過正輔助繞組的輸出端、雙觸點繼電器、限流電阻對點火電容器進行充電，其極性為左正 右負；當雙觸點繼電器的“2 - 3”閉合時，通過負輔助繞組的輸出端、雙觸點繼電器、限流電 阻對點火電容器充電，其極性為左負右正。不管點火電容器的極性如何，只要其兩端的電壓 達到高壓雙向觸發(fā)二極管的崩潰電壓后，便擊穿導通，點火電容器通過點火變壓器的低壓 側(cè)放電，同時把能量傳遞到高壓側(cè)。由點火變壓器高壓繞組、高壓氣體放電燈以及壓敏電阻 組成閉環(huán)回路。當點火電容器的極性為左正右負時，則對應著高壓氣體放電燈的上面電極 承受正的高壓，使得燈管擊穿；當點火電容器的極性為左負右正時，則對應著高壓氣體放電 燈的下面電極承受正的高壓，使得燈管擊穿。續(xù)流階段，電路的工作方式如下續(xù)流電路的第四電容器通過由第三二極管、第二 電阻、高壓氣體放電燈、DC-AC全橋逆變電路的第二電感、第三電感、點火變壓器高壓側(cè)以及 DC-AC全橋逆變電路中閉合的開關(guān)管組成的回路來使得高壓氣體放電燈達到維弧的功能。 在續(xù)流時，全橋電路中的四個開關(guān)管的閉合要與前面雙觸點繼電器相配合。當高壓氣體放電燈進入輝光轉(zhuǎn)弧光以及弧光放電階段后，程序控制讓全橋電路工作在交替導通狀態(tài)，這樣就可以在燈管兩端得到幾百Hz的交流電，維持高壓氣體放電燈的 正常發(fā)光。本實用新型的輔助繞組串聯(lián)式點火電路結(jié)構(gòu)的高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，在沒有增加電路復雜程度的基礎(chǔ)上，通過選取合理的電子元件和連接方式，容易地實現(xiàn)了提升 點火的電壓值。本實用新型中使用正、負兩組輔助繞組、雙觸點繼電器、高壓雙向觸發(fā)二極 管(SIDAC)的優(yōu)越性為在高壓氣體放電燈將要點火時，通過軟件來隨機選擇雙觸點繼電 器的閉合方式(“1 - 3閉合”或者“2 - 3閉合”)，可以做到在高壓氣體放電燈整個壽命使 用期限內(nèi)，每次點火的高壓由兩個電極均衡的來承擔，這樣有效地延長了燈管的使用壽命。本實用新型的有益效果一是可以提升擊穿電壓值，保證一次點火成功率；二是 提升了高壓氣體放電燈的使用壽命、一定程度上節(jié)約了資源。

圖1為高壓氣體放電燈與點火線圈高壓側(cè)相串聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為高壓氣體放電燈與點火線圈高壓側(cè)相并聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為高壓氣體放電燈的兩級升壓點火電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為現(xiàn)有倍壓串聯(lián)式點火電路原理圖。圖5為高壓氣體放電燈從電極被擊穿到恒功率穩(wěn)態(tài)工作的暫態(tài)過渡過程示意圖。圖6為本實用新型的電路原理圖。圖7是本實用新型的控制流程圖。
具體實施方式
參照圖6，一種帶新型輔助繞組串聯(lián)式點火電路結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器，包括依次級聯(lián) 連接的用于隔斷蓄電池1與本裝置之間的高頻干擾的輸入濾波器2、用于把輸入為蓄電池 1等級的直流電壓升高的DC-DC反激變換器3、用于把高壓直流電變換為高壓方波電壓的 DC-AC全橋逆變電路5，所述輸入濾波器2的前端連接有蓄電池1，所述DC-AC全橋逆變電路 5上并聯(lián)連接有當高壓氣體放電燈62的兩個電極被擊穿時，短暫地為高壓氣體放電燈62提 供能量的續(xù)弧電路4，所述DC-AC全橋逆變電路5上串聯(lián)有用于產(chǎn)生擊穿高壓氣體放電燈 62兩個電極的高壓的輔助繞組串聯(lián)式點火電路6 ；所述輔助繞組串聯(lián)式點火電路6包括正 輔助繞組倍壓電路和負輔助繞組倍壓電路，所述正、負輔助繞組倍壓電路的輸出端分別與 雙觸點繼電器61連接，所述雙觸點繼電器61與升壓電路連接，所述升壓電路與高壓氣體放 電燈62連接；所述正輔助繞組倍壓電路包括第三電容C3，所述第三電容C3的第一端與DC-DC反 激變換器2的輸出端第一二極管Dl的陽極及正輔助繞組Ns2的第一端相連，所述正輔助繞 組Ns2的第一端與DC-DC反激變換器2的第一繞組Np的第一端是同名端，所述正輔助繞組 Ns2的第二端與第二二極管D2的陽極相連，所述第二二極管D2的陰極與第三電容C3的第 二端、雙觸點繼電器61相連；所述負輔助繞組倍壓電路包括第七電容C7，所述第三電容C7的第一端與負輔助 繞組Ns3的第一端相連，所述負輔助繞組Ns3的第一端與DC-DC反激變換器2的第一繞組 Np的第一端是同名端，所述負輔助繞組Ns3的第二端與第四二極管D4的陽極相連，所述第四二極管D4的陰極與第七電容C7的第二端相連并接地。所述升壓電路包括限流電阻R3，所述限流電阻R3第一端與雙觸點繼電器61的輸 出端相連，所述限流電阻R3的第二端與點火電容器C5第一端及高壓雙向觸發(fā)二極管SIDAC 第一端相連，所述點火電容器C5第二端接地，所述高壓雙向觸發(fā)二極管SIDAC的第二端與 點火變壓器T2的低壓側(cè)第一端相連，所述點火變壓器T2的高壓側(cè)第一端與高壓氣體放電 燈62第一端相連，所述高壓氣體放電燈62的第二端與阻隔低頻電容C6的第一端、壓敏電 阻VSR的第一端、DC-AC全橋逆變電路5的第二電感L2相連，所述阻隔低頻電容C6的第二 端、壓敏電阻VSR的第二端與點火變壓器T2的高壓側(cè)第二端相連并一起連接到DC-AC全橋 逆變電路5的第三電感L3上。高壓氣體放電燈的啟動過程從暫態(tài)至穩(wěn)態(tài)共分為電壓擊穿、輝光放電、輝光轉(zhuǎn)弧 光放電、弧光放電(穩(wěn)態(tài)工作)等四個階段，如圖5所示具體狀態(tài)過渡過程。暫態(tài)時間的長 短與輝光轉(zhuǎn)弧 光階段供給燈管的功率大小有關(guān)，若于輝光轉(zhuǎn)弧光期間加一較大的功率給燈 管，將使得燈管溫度上升的速度加快，而縮短了高壓氣體放電燈的暫態(tài)時間，使燈管能較快 的進入穩(wěn)態(tài)工作。啟動期間，電子鎮(zhèn)流器要經(jīng)歷高壓擊穿、電流接續(xù)、預熱維弧3個階段。高壓啟 動電路是高壓氣體放電燈能否瞬間點亮的基礎(chǔ)。但輝光放電后慣性和濾波電路的延遲 使直流變換器和檢測回路很難有較快的響應速度，所以電子鎮(zhèn)流器里面要包含電流接續(xù) (take-over)電路，它將電容預先儲存的能量為燈提供一較大的瞬間電流，保證輝光到弧光 的可靠過渡。本實用新型對點火電容器共有兩種充電方式當雙觸點繼電器61的“1 - 3”閉合 時，通過正輔助繞組Ns2的輸出端、雙觸點繼電器61、限流電阻R3對點火電容器C5進行充 電，其極性為左正右負；當雙觸點繼電器61的“2 - 3”閉合時，通過負輔助繞組Ns3的輸出 端、雙觸點繼電器61、限流電阻R3對點火電容器C5充電，其極性為左負右正。不管點火電 容器C5的極性如何，只要其兩端的電壓達到高壓雙向觸發(fā)二極管SIDAC的崩潰電壓后，便 擊穿導通，點火電容器C5通過點火變壓器T2的低壓側(cè)放電，同時把能量傳遞到高壓側(cè)。由 點火變壓器T2高壓繞組、高壓氣體放電燈62以及壓敏電阻VSR組成閉環(huán)回路。當點火電 容器C5的極性為左正右負時，則對應著高壓氣體放電燈62的上面電極承受正的高壓，使得 燈管擊穿；當點火電容器C5的極性為左負右正時，則對應著高壓氣體放電燈62的下面電極 承受正的高壓，使得燈管擊穿。續(xù)流階段，電路的工作方式如下續(xù)流電路4的第四電容器C4通過由第三二極管 D3、第二電阻R2、高壓氣體放電燈62、DC-AC全橋逆變電路5的第二電感L2、第三電感L3、 點火變壓器T2高壓側(cè)以及DC-AC全橋逆變電路5中閉合的開關(guān)管組成的回路來使得高壓 氣體放電燈62達到維弧的功能。在續(xù)流時，全橋電路中的四個開關(guān)管的閉合要與前面雙觸 點繼電器相配合，具體操作見程序流程圖中說明，見圖7。當高壓氣體放電燈62進入輝光轉(zhuǎn)弧光以及弧光放電階段后，程序控制讓全橋電 路工作在交替導通狀態(tài)，這樣就可以在燈管兩端得到幾百Hz的交流電，維持高壓氣體放電 燈的正常發(fā)光。本實用新型的輔助繞組串聯(lián)式點火電路結(jié)構(gòu)的高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，在沒 有增加電路復雜程度的基礎(chǔ)上，通過選取合理的電子元件和連接方式，容易地實現(xiàn)了提升點火的 電壓值。本實用新型中使用正、負兩組輔助繞組、雙觸點繼電器61、高壓雙向觸發(fā)二 極管SIDAC的優(yōu)越性為在高壓氣體放電燈62將要點火時，通過軟件來隨機選擇雙觸點繼 電器61的閉合方式(“1 - 3閉合”或者“2 - 3閉合”)，可以做到在高壓氣體放電燈62整 個壽命使用期限內(nèi)，每次點火的高壓由兩個電極均衡的來承擔，這樣有效地延長了燈管的 使用壽命。 本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對實用新型構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本實用新 型的保護范圍的不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護范圍也 及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.一種帶新型輔助繞組串聯(lián)式點火電路結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器，包括依次級聯(lián)連接的用于 隔斷蓄電池與本裝置之間的高頻干擾的輸入濾波器、用于把輸入為蓄電池等級的直流電壓 升高的DC-DC反激變換器、用于把高壓直流電變換為高壓方波電壓的DC-AC全橋逆變電路， 所述輸入濾波器的前端連接有蓄電池，所述DC-AC全橋逆變電路上并聯(lián)連接有當高壓氣體 放電燈的兩個電極被擊穿時，短暫地為高壓氣體放電燈提供能量的續(xù)弧電路，其特征在于 所述DC-AC全橋逆變電路上串聯(lián)有用于產(chǎn)生擊穿高壓氣體放電燈兩個電極的高壓的輔助 繞組串聯(lián)式點火電路；所述輔助繞組串聯(lián)式點火電路包括正輔助繞組倍壓電路和負輔助繞 組倍壓電路，所述正、負輔助繞組倍壓電路的輸出端分別與雙觸點繼電器連接，所述雙觸點 繼電器與升壓電路連接，所述升壓電路與高壓氣體放電燈連接；所述正輔助繞組倍壓電路包括第三電容，所述第三電容的第一端與DC-DC反激變換 器的輸出端第一二極管的陽極及正輔助繞組的第一端相連，所述正輔助繞組的第一端與 DC-DC反激變換器的第一繞組的第一端是同名端，所述正輔助繞組的第二端與第二二極管 的陽極相連，所述第二二極管的陰極與第三電容的第二端、雙觸點繼電器相連；所述負輔助繞組倍壓電路包括第七電容，所述第三電容的第一端與負輔助繞組的第一 端相連，所述負輔助繞組的第一端與DC-DC反激變換器的第一繞組的第一端是同名端，所 述負輔助繞組的第二端與第四二極管的陽極相連，所述第四二極管的陰極與第七電容的第 二端相連并接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶新型輔助繞組串聯(lián)式點火電路結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器，其 特征在于所述升壓電路包括限流電阻，所述限流電阻第一端與雙觸點繼電器的輸出端相 連，所述限流電阻的第二端與點火電容器第一端及高壓雙向觸發(fā)二極管第一端相連，所述 點火電容器第二端接地，所述高壓雙向觸發(fā)二極管的第二端與點火變壓器的低壓側(cè)第一端 相連，所述點火變壓器的高壓側(cè)第一端與高壓氣體放電燈第一端相連，所述高壓氣體放電 燈的第二端與阻隔低頻電容的第一端、壓敏電阻的第一端、DC-AC全橋逆變電路的第二電感 相連，所述阻隔低頻電容的第二端、壓敏電阻的第二端與點火變壓器的高壓側(cè)第二端相連 并一起連接到DC-AC全橋逆變電路的第三電感上。
專利摘要一種帶新型輔助繞組串聯(lián)式點火電路結(jié)構(gòu)的電子鎮(zhèn)流器，包括依次級聯(lián)連接的輸入濾波器、DC-DC反激變換器、DC-AC全橋逆變電路，所述輸入濾波器的前端連接有蓄電池，所述DC-AC全橋逆變電路上并聯(lián)連接有續(xù)弧電路，所述DC-AC全橋逆變電路上串聯(lián)有用于產(chǎn)生擊穿高壓氣體放電燈兩個電極的高壓的輔助繞組串聯(lián)式點火電路；所述輔助繞組串聯(lián)式點火電路包括正輔助繞組倍壓電路和負輔助繞組倍壓電路，所述正、負輔助繞組倍壓電路的輸出端分別與雙觸點繼電器連接，所述雙觸點繼電器與升壓電路連接，所述升壓電路與高壓氣體放電燈連接。本實用新型的有益效果一是可以提升擊穿電壓值，保證一次點火成功率；二是提升了高壓氣體放電燈的使用壽命、一定程度上節(jié)約了資源。
文檔編號H05B41/288GK201887999SQ20102060284
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者張曉峰, 戚軍 申請人:浙江工業(yè)大學