專利名稱：一種兩段式交流變壓無極燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無極燈，尤其是無極燈的驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
無極燈是一種代表照明技術(shù)高光效，高顯色性未來發(fā)展方向的新型光源。照明專家將這種綠色照明新光源稱為“照明領(lǐng)域新革命的開始”。但由于其存在著啟動(dòng)干擾，低溫啟動(dòng)困難容易擊穿諧振電容和轉(zhuǎn)換效率低等一系列的問題往往被稱謂“技術(shù)不成熟”產(chǎn)品。 然而若能將上述問題加以解決，它必將成為21世紀(jì)最有發(fā)展前景的綠色節(jié)能照明光源的換代產(chǎn)品。產(chǎn)品原理無極燈由交流發(fā)生器、耦合器和燈泡三部分組成。它是通過高頻發(fā)生器的電磁場以感應(yīng)的方式耦合到燈內(nèi)，使燈泡內(nèi)的金屬氣體雪崩電離，形成高速離子；高速離子連續(xù)轟擊燈泡內(nèi)壁的熒光粉使其發(fā)出可見光。不過目前市場上的無極燈產(chǎn)品的啟動(dòng)時(shí)交流高壓干擾的問題仍然未得到有效解決，在2008年我國深圳機(jī)場就發(fā)生了 “無極燈干擾航空導(dǎo)航系統(tǒng)”的嚴(yán)重事故。無極燈大功率化和散熱問題，一直以來沒有好的突破，這與其光效低下也相關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種兩段式交流變壓無極燈，解決了上述無極燈存在的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種兩段式交流變壓無極燈，包括第一變壓器Tl和第二變壓器T2，所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈m和第二變壓器T2的初級(jí)線圈N2串聯(lián)，所述第一變壓器Tl的次級(jí)線圈N3的兩端與無極燈的電磁線圈連接；所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈m依次與二極管Dl和電子開關(guān)Kl串聯(lián)后接地，二極管Dl和電子開關(guān)Kl串聯(lián)后與電容Cl并聯(lián)，所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈Ni、二極管D1、電子開關(guān)Kl 和電容C1組成第一 LC諧振電路；所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈m依次與第二變壓器T2 的初級(jí)線圈N2、繼電器K3、二極管D2和電子開關(guān)K2串聯(lián)后接地，二極管D2和電子開關(guān)K2 串聯(lián)后與電容C2并聯(lián)，所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈Ni、第二變壓器T2的初級(jí)線圈N2、 繼電器K3、二極管D2、電子開關(guān)K2和電容C2組成第二 LC諧振電路；所述電子開關(guān)K1、電子開關(guān)K2以及繼電器K3由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明工作原理首先利用單片機(jī)關(guān)閉繼電器K3，使第二變壓器T2、繼電器K3、二極管D2、電子開關(guān)K2以及電容C2組成的第二 LC震蕩電路不工作；此時(shí)變壓器Tl的初級(jí)線圈m和次級(jí)線圈N3夠成一升壓狀態(tài)；單片機(jī)使電子開關(guān)Kl導(dǎo)通，給第一變壓器Tl的初級(jí)線圈m充電，電子開關(guān)Ki截止時(shí)，第一變壓器Tl的初級(jí)線圈m和電容Cl構(gòu)成一串聯(lián)諧振電路，第一變壓器Tl輸出一個(gè)周期的正弦波。電感線圈和電容會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，二極管Dl 為使正弦波的負(fù)壓不會(huì)被電子開關(guān)Kl內(nèi)置的反向二極管短路掉，此時(shí)能量全部耦合到變壓器的輸出進(jìn)入無極燈的電磁線圈上。所輸出的交流高壓峰峰值固定，當(dāng)環(huán)境溫度低時(shí)，該高壓作用時(shí)間長一點(diǎn)，反之短一點(diǎn)，不會(huì)像傳統(tǒng)的無極燈一樣，燈管的固體貢沒離子化電壓會(huì)升高。當(dāng)燈亮?xí)r，單片機(jī)關(guān)閉電子開關(guān)K1，使第一 LC震蕩電路關(guān)閉；同時(shí)啟動(dòng)電子開關(guān) K2、打開繼電器K3，使第二 LC震蕩電路工作，此時(shí)總變壓器的初級(jí)線圈是由m和N2串聯(lián)組成，由于m+N2 > N3,總變壓器形成降壓的效果，總變壓器輸出一個(gè)周期的正弦波。電感線圈和電容會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，二極管D2為使正弦波的負(fù)壓不會(huì)被電子開關(guān)K2內(nèi)置的反向二極管短路掉，此時(shí)能量全部耦合到變壓器的輸出進(jìn)入無極燈的電磁線圈上。當(dāng)負(fù)壓回零時(shí)正好是對線圈充電的最佳點(diǎn)，除此以外都將產(chǎn)生功率損耗，從而導(dǎo)致電子開關(guān)和變壓器發(fā)熱。如果不降壓又要使輸入有負(fù)壓則輸出功率會(huì)很大。作為改進(jìn)，所述電子開關(guān)ΚΙ、K2為MOS管或IGBT。作為改進(jìn)，所述驅(qū)動(dòng)電路主要包括單片機(jī)，所示單片機(jī)分別通過驅(qū)動(dòng)模塊U控制所述電子開關(guān)K1、電子開關(guān)Kl以及繼電器K3。作為改進(jìn)，設(shè)有用于檢測無極燈狀態(tài)的檢測電路，所述檢測電路與所述單片機(jī)連接。作為改進(jìn)，所述檢測電路為反饋線圈N4，所述反饋線圈N4與串聯(lián)后的初級(jí)線圈m 和N2對應(yīng)，所述反饋線圈N4通過分壓電阻與所述單片機(jī)連接。當(dāng)燈亮?xí)r，單片機(jī)通過反饋線圈N4的分壓電阻的電壓檢測到，這時(shí)單片機(jī)關(guān)閉第一 LC震蕩電路，啟動(dòng)第二 LC震蕩電路。反饋線圈N4對單片機(jī)提供波形的運(yùn)行情況，從而達(dá)到精確的控制。作為改進(jìn)，外部電壓通過功率因數(shù)補(bǔ)償升壓電路向變壓器Tl、T2供電。帶功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)纳龎弘娐诽峁┮粋€(gè)穩(wěn)定的高壓，功率因數(shù)達(dá)到0. 99以上。作為改進(jìn)，外部電壓依次通過功率因數(shù)補(bǔ)償升壓電路、輔助電源向單片機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊U供電。輔助電源產(chǎn)生三組電壓VI，V2和V3，其中V3為負(fù)壓。作為改進(jìn)，外部電壓通過功率因數(shù)補(bǔ)償升壓電路后形成380 400V的高壓直流 H1^ ο本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來的有益效果是本發(fā)明原理是在同一個(gè)變壓器上實(shí)現(xiàn)交流升壓和降壓，無極燈啟動(dòng)時(shí)需要高頻高壓將燈管理的固體貢離子化，此時(shí)利用變壓器的初級(jí)中心抽頭與電容Cl構(gòu)成串聯(lián)諧振電路，變壓器的輸入匝數(shù)比輸出級(jí)的匝數(shù)比小，形成一升壓電路，使輸出的高頻高壓能達(dá)到使燈管的貢離子化；燈亮后，使用另外的初級(jí)輸入抽頭與C2構(gòu)成另一個(gè)諧振電路工作，使變壓器的輸入輸出夠成一降壓電路。這個(gè)電路能解決傳統(tǒng)的無極燈利用燈管電磁線圈與電容構(gòu)成諧振電路達(dá)到點(diǎn)燈的目的，其瓦數(shù)大小就決定于亮燈后燈管的等效電阻；還有沒能對啟動(dòng)交流高壓進(jìn)行隔離和燈管線圈既做負(fù)載又做濾波器帶來的功率損失，發(fā)熱和低溫啟動(dòng)由于燈管較難離子化諧振電壓會(huì)把諧振電容擊穿等問題。


圖1為本發(fā)明電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。一種兩段式交流變壓無極燈，包括第一變壓器Tl和第二變壓器T2，所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈m和第二變壓器T2的初級(jí)線圈N2串聯(lián)，所述第一變壓器Tl的次級(jí)線圈 N3的兩端與無極燈的電磁線圈連接，Nl < N3, N1+N2 > N3。所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈m依次與二極管Dl和電子開關(guān)Kl串聯(lián)后接地，二極管Dl和電子開關(guān)Kl串聯(lián)后與電容 Cl并聯(lián)，所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈Ni、二極管Dl、電子開關(guān)Kl和電容Cl組成第一 LC 諧振電路。所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈m依次與第二變壓器T2的初級(jí)線圈N2、繼電器 K3、二極管D2和電子開關(guān)K2串聯(lián)后接地，二極管D2和電子開關(guān)K2串聯(lián)后與電容C2并聯(lián)， 所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈Ni、第二變壓器T2的初級(jí)線圈N2、繼電器K3、二極管D2、電子開關(guān)K2和電容C2組成第二 LC諧振電路。所述電子開關(guān)K1、K2為MOS管或IGBT，所述電子開關(guān)K1、電子開關(guān)K2以及繼電器 Κ3由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)。本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路主要包括單片機(jī)，所示單片機(jī)分別通過驅(qū)動(dòng)模塊 U控制所述電子開關(guān)Κ1、電子開關(guān)Kl以及繼電器Κ3。設(shè)有用于檢測無極燈狀態(tài)的檢測電路，本實(shí)施例中，所述檢測電路為反饋線圈Ν4， 所述反饋線圈Ν4與串聯(lián)后的初級(jí)線圈m和N2對應(yīng)，N1+N2 > N4，所述反饋線圈N4通過分壓電阻與所述單片機(jī)連接。外部電壓通過功率因數(shù)補(bǔ)償升壓電路向變壓器Tl、T2供電；外部電壓依次通過功率因數(shù)補(bǔ)償升壓電路、輔助電源向單片機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊U供電，輔助電源產(chǎn)生三組電壓V1，V2 和V3，其中V3為負(fù)壓，V2供單片機(jī)使用，Vl和V3供驅(qū)動(dòng)模塊使用；外部電壓通過功率因數(shù)補(bǔ)償升壓電路后形成380 400V的高壓直流電。本發(fā)明工作原理首先利用單片機(jī)關(guān)閉繼電器K3，使第二變壓器T2、繼電器K3、二極管D2、電子開關(guān)K2以及電容C2組成的第二 LC震蕩電路不工作；此時(shí)變壓器Tl的初級(jí)線圈m和次級(jí)線圈N3夠成一升壓狀態(tài)；單片機(jī)使電子開關(guān)Kl導(dǎo)通，給第一變壓器Tl的初級(jí)線圈m充電，電子開關(guān)Ki截止時(shí)，第一變壓器Tl的初級(jí)線圈m和電容Cl構(gòu)成一串聯(lián)諧振電路，第一變壓器Tl輸出一個(gè)周期的正弦波。電感線圈和電容會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，二極管Dl 為使正弦波的負(fù)壓不會(huì)被電子開關(guān)Kl內(nèi)置的反向二極管短路掉，此時(shí)能量全部耦合到變壓器的輸出進(jìn)入無極燈的電磁線圈上。所輸出的交流高壓峰峰值固定，當(dāng)環(huán)境溫度低時(shí)，該高壓作用時(shí)間長一點(diǎn)，反之短一點(diǎn)，不會(huì)像傳統(tǒng)的無極燈一樣，燈管的固體貢沒離子化電壓會(huì)升高。當(dāng)燈亮?xí)r，單片機(jī)關(guān)閉電子開關(guān)K1，使第一 LC震蕩電路關(guān)閉；同時(shí)啟動(dòng)電子開關(guān) K2、打開繼電器K3，使第二 LC震蕩電路工作，此時(shí)總變壓器的初級(jí)線圈是由m和N2串聯(lián)組成，由于m+N2 > N3,總變壓器形成降壓的效果，總變壓器輸出一個(gè)周期的正弦波。電感線圈和電容會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，二極管D2為使正弦波的負(fù)壓不會(huì)被電子開關(guān)K2內(nèi)置的反向二極管短路掉，此時(shí)能量全部耦合到變壓器的輸出進(jìn)入無極燈的電磁線圈上。當(dāng)負(fù)壓回零時(shí)正好是對線圈充電的最佳點(diǎn)，除此以外都將產(chǎn)生功率損耗，從而導(dǎo)致電子開關(guān)和變壓器發(fā)熱。如果不降壓又要使輸入有負(fù)壓則輸出功率會(huì)很大。本發(fā)明原理是在同一個(gè)變壓器上實(shí)現(xiàn)交流升壓和降壓，無極燈啟動(dòng)時(shí)需要高頻高壓將燈管理的固體貢離子化，此時(shí)利用變壓器的初級(jí)中心抽頭與電容Cl構(gòu)成串聯(lián)諧振電路，變壓器的輸入匝數(shù)比輸出級(jí)的匝數(shù)比小，形成一升壓電路，使輸出的高頻高壓能達(dá)到使燈管的貢離子化；燈亮后，使用另外的初級(jí)輸入抽頭與C2構(gòu)成另一個(gè)諧振電路工作，使變壓器的輸入輸出夠成一降壓電路。這個(gè)電路能解決傳統(tǒng)的無極燈利用燈管電磁線圈與電容構(gòu)成諧振電路達(dá)到點(diǎn)燈的目的，其瓦數(shù)大小就決定于亮燈后燈管的等效電阻；還有沒能對啟動(dòng)交流高壓進(jìn)行隔離和燈管線圈既做負(fù)載又做濾波器帶來的功率損失，發(fā)熱和低溫啟動(dòng)由于燈管較難離子化諧振電壓會(huì)把諧振電容擊穿等問題。
權(quán)利要求
1.一種兩段式交流變壓無極燈，其特征在于包括第一變壓器Tl和第二變壓器T2，所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈m和第二變壓器T2的初級(jí)線圈N2串聯(lián)，所述第一變壓器Tl 的次級(jí)線圈N3的兩端與無極燈的電磁線圈連接；所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈m依次與二極管Dl和電子開關(guān)Kl串聯(lián)后接地，二極管Dl和電子開關(guān)Kl串聯(lián)后與電容Cl并聯(lián)， 所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈Ni、二極管Dl、電子開關(guān)Kl和電容Cl組成第一 LC諧振電路；所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈m依次與第二變壓器T2的初級(jí)線圈N2、繼電器K3、二極管D2和電子開關(guān)K2串聯(lián)后接地，二極管D2和電子開關(guān)K2串聯(lián)后與電容C2并聯(lián)，所述第一變壓器Tl的初級(jí)線圈Ni、第二變壓器T2的初級(jí)線圈N2、繼電器K3、二極管D2、電子開關(guān)K2和電容C2組成第二 LC諧振電路；所述電子開關(guān)Kl、電子開關(guān)K2以及繼電器K3由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩段式交流變壓無極燈，其特征在于所述電子開關(guān)K1、 K2為MOS管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩段式交流變壓無極燈，其特征在于所述電子開關(guān)K1、 K2 為 IGBT。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩段式交流變壓無極燈，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電路主要包括單片機(jī)，所示單片機(jī)分別通過驅(qū)動(dòng)模塊U控制所述電子開關(guān)Kl、電子開關(guān)Kl以及繼電器K3 ο
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種兩段式交流變壓無極燈，其特征在于設(shè)有用于檢測無極燈狀態(tài)的檢測電路，所述檢測電路與所述單片機(jī)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種兩段式交流變壓無極燈，其特征在于所述檢測電路為反饋線圈N4，所述反饋線圈N4與串聯(lián)后的初級(jí)線圈m和N2對應(yīng)，所述反饋線圈N4通過分壓電阻與所述單片機(jī)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩段式交流變壓無極燈，其特征在于外部電壓通過功率因數(shù)補(bǔ)償升壓電路向變壓器Tl、T2供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種兩段式交流變壓無極燈，其特征在于外部電壓依次通過功率因數(shù)補(bǔ)償升壓電路、輔助電源向單片機(jī)及運(yùn)算放大器U供電。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種兩段式交流變壓無極燈，其特征在于外部電壓通過功率因數(shù)補(bǔ)償升壓電路后形成380 400V的高壓直流電。
全文摘要
一種兩段式交流變壓無極燈，第一變壓器T1的初級(jí)線圈N1和第二變壓器T2的初級(jí)線圈N2串聯(lián)，第一變壓器T1的次級(jí)線圈N3的兩端與無極燈的電磁線圈連接；第一變壓器T1的初級(jí)線圈N1依次與二極管D1和電子開關(guān)K1串聯(lián)后接地，二極管D1和電子開關(guān)K1串聯(lián)后與電容C1并聯(lián)；第一變壓器T1的初級(jí)線圈N1依次與第二變壓器T2的初級(jí)線圈N2、繼電器K3、二極管D2和電子開關(guān)K2串聯(lián)后接地，二極管D2和電子開關(guān)K2串聯(lián)后與電容C2并聯(lián)；利用變壓器的初級(jí)中心抽頭與電容C1構(gòu)成串聯(lián)諧振電路，變壓器的輸入匝數(shù)比輸出級(jí)的匝數(shù)比小，形成一升壓電路，使輸出的高頻高壓能達(dá)到使燈管的貢離子化；燈亮后，使用另外的初級(jí)輸入抽頭與C2構(gòu)成另一個(gè)諧振電路工作，使變壓器的輸入輸出夠成一降壓電路。
文檔編號(hào)H05B41/36GK102497714SQ20111041367
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月10日
發(fā)明者陳清嬌 申請人:陳清嬌