高强度气体放电灯高功率因数电子镇流器制造技术

一种高强度气体放电灯高功率因数电子镇流器，包括滤波整流电路、功率因数校正及升压电路、辅助电源电路、采样电路、逆变电路、振荡驱动电路、恒功率控制电路、谐振电路和保护电路。采样电路采集功率因数校正及升压电路的输出电压信号及高强度气体放电灯的灯电流信号，逆变电路与采样电路的第一输出端耦接。恒功率控制电路包括磁放大器、磁放大器控制电路和供电电路。磁放大器的初级绕组与谐振电路串联，控制绕组的一端与磁放大器控制电路耦接，另一端与供电电路耦接。磁放大器控制电路根据采样电路的第二输出端输出的与采样灯电流成正比的控制电信号，控制流过控制绕组的电流相对于灯电流成反比例变化。本发明专利技术简化了电路结构，且成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高强度气体放电灯用电子镇流器。
技术介绍
高强度气体放电灯具有光效高、寿命长、功率大、价廉等很多优点，特别适用于车 站、码头、广场、道路交通等需要大功率、大面积照明的地方，是目前大功率、大面积照明的 优选电光源。但是，传统的电感镇流器功率因数很低，无功损耗巨大，而一般的电子镇流器 功率因数也不高(PF<0. 98)，谐波含量(THD)也超标(THD > 10%)，虽然目前有些电子镇 流器采用单片机进行了恒功率控制，然而却存在着电路复杂，可靠性较差和价格偏高等诸 多缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种电路简单、成本低、维护方便的高功率 因数(PF > 0. 99)、低谐波含量(THD < 10% )、能实现恒功率输出的电子镇流器。本专利技术所采用的技术方案是一种高强度气体放电灯高功率因数电子镇流器，包 括滤波整流电路、功率因数校正及升压电路、辅助电源电路、采样电路、逆变电路、振荡驱动 电路、谐振电路和保护电路；该功率因数校正及升压电路与滤波整流电路的输出端耦接； 辅助电源电路与功率因数校正及升压电路连接，用于分别向采样电路、保护电路和振荡驱 动电路提供直流电；采样电路的输入端与功率因数校正及升压电路耦接，用于采集功率因 数校正及升压电路的输出电压信号以及高强度气体放电灯的灯电流信号；逆变电路与采样 电路的第一输出端耦接；振荡驱动电路和谐振电路均与逆变电路耦接；保护电路分别与功 率因数校正及升压电路和振荡驱动电路耦接；该电子镇流器还包括一恒功率控制电路，该 恒功率控制电路与保护电路耦接；该恒功率控制电路包括磁放大器、磁放大器控制电路和 供电电路；磁放大器的初级绕组与谐振电路串联，该磁放大器的控制绕组的一端与磁放大 器控制电路耦接，另一端与供电电路耦接；采样电路的第二输出端输出一与采样的灯电流 成正比的控制电信号，磁放大器控制电路根据该控制电信号，控制流过控制绕组的直流电 流相对于灯电流成反比例变化。本专利技术利用了磁放大器组成恒功率控制电路，简化了电路结构，且成本低廉，可靠性高。附图说明图1是本专利技术高强度气体放电灯高功率因数电子镇流器的原理框图；图2是本专利技术的恒功率控制电路的原理框图；图3是本专利技术高强度气体放电灯高功率因数电子镇流器的电路图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做出进一步说明。参考图1，本专利技术的高强度气体放电灯高功率因数电子镇流器，包括滤波整流电路 1、功率因数校正及升压电路2、辅助电源电路3、采样电路4、逆变电路5、恒功率控制电路7、 谐振电路8、振荡驱动电路9和保护电路11。其中，整流滤波电路1用于将输入的市电整流 为脉动直流电，并平滑滤波。功率因数校正及升压电路2与滤波整流电路1的输出端耦接， 用于提高电路的功率因数。辅助电源电路3与功率因数校正及升压电路2连接，用于分别 向采样电路4、振荡驱动电路9和保护电路11提供直流电。采样电路4的输入端与功率因 数校正及升压电路2耦接，用于采集功率因数校正及升压电路2的输出电压信号和高强度 气体放电灯的灯电流信号。逆变电路5与采样电路4的第一输出端耦接，用于将输入的直 流电压转为高频方波电压。谐振电路8和振荡驱动电路9均与逆变电路5耦接。谐振电路 8与高强度气体放电灯连接，向高强度气体放电灯提供点火电压。保护电路11分别与功率 因数校正及升压电路2、恒功率控制电路7和振荡驱动电路9耦接。在图3所示出的本专利技术 的一种实施方式中，逆变电路5采用了半桥逆变电路，振荡驱动电路9用于驱动和控制半桥 逆变电路的两个开关管交替导通和截止。为了消除半桥逆变电路的磁偏现象，可在逆变电 路5与谐振电路之间8之间设置一隔直流电路6，隔直流电路6的输入端与半桥逆变电路耦 接，输出端与谐振电路8耦接。本专利技术的逆变电路5还可采用全桥逆变电路，当采用全桥逆 变电路时，则可以不设置隔直流电路。如图2所示，恒功率控制电路7进一步包括磁放大器71、磁放大器控制电路72和 供电电路73。该磁放大器71的初级绕组与谐振电路8串联，磁放大器71的控制绕组的一 端与磁放大器控制电路72耦接，另一端与供电电路73耦接。采样电路4的第二输出端输 出一与采样的灯电流成正比的控制电信号，磁放大器控制电路72根据该控制电信号，控制 流过磁放大器71的控制绕组的直流电流相对于上述灯电流成反比例变化。图3是本专利技术高强度气体放电灯高功率因数电子镇流器的一个具体实施方式的 电路图。如图所示，交流市电由输入端N、L输入，通过热敏电阻NTC1、压敏电阻Rv抑制浪 涌电压、电流后，经电容器Cl、电感器Li、电容器C2、C3、C4组成的高通滤波器滤波，再经全 桥整流器D1-4整流后成为脉动直流，该脉动直流经电容器C5进一步高频滤波。功率因数校正及升压电路2主要包括APFC (Active Power Factor Correction) 控制芯片IC1、电感器L2、场效应管G1、二极管D8和电容器C11，该功率因数校正及升压电 路2可进行有源滤波、功率因数校正、升压和低频滤波，从而输出平滑、稳定的直流电压供 逆变电路5使用。其中，场效应管Gl在APFC控制芯片ICl的控制下进行导通和截止，从而 达到提高功率因数的目的。在输入为160-265V的交流电压下，电容Cll所输出的直流电压 在400V左右。辅助电源电路3主要包括两个三端稳压芯片IC4、IC5。三端稳压芯片IC4输出15V 的直流电压，供给保护电路11中的运算放大器Al、半桥逆变电路驱动控制芯片IC2。三端 稳压芯片IC5输出5V的直流电压，供给采样电路4和运算放大器Al的偏置电路。在本发 明中，采样电路4优选采用一霍尔闭环直流电流传感器L3，该霍尔闭环直流电流传感器L3 的输入端IN采集功率因数校正及升压电路2的输出电压信号高强度气体放电灯的灯电流 信号，输出端OUTl (即采样电路的第一输出端)输出一直流电压供逆变电路5使用；输出端50UT2(即采样电路的第二输出端)输出一与采样的灯电流成正比的控制电信号，该电信号 被送到保护电路11中的运算放大器Al的同相输入端进行放大。逆变电路5主要包括场效应管G2、G3、二极管D12、D13、电容器C22、C23以及隔离 变压器TBI。半桥逆变电路5在振荡驱动电路9的驱动下工作。振荡驱动电路9主要包括 半桥逆变电路驱动控制芯片IC2以及由Q1、Q2、Q3和Q4组成的图腾柱式驱动电路。在本发 明的一实施方式中，半桥逆变电路驱动控制芯片IC2采用了型号为TL494的集成电路芯片， 该款芯片的原设计为脉宽调制开关稳压电源使用，但脉宽调制必然会大大增大波峰比(即 峰值电流和有效值电流之比)，而波峰比在电光源上是有严格限制的。因此，申请人在实际 应用时取消了脉宽调制的功能，只使半桥逆变电路驱动控制芯片IC2输出具有一定死区时 间、相位差180°的二路驱动信号，再经由图腾柱式驱动电路由隔离变压器TBl驱动场效应 管G2和G3。在其它实施方式中，也可采用半桥逆变电路专用驱动器芯片，如IR2155等驱动 半桥逆变电路。隔直流电路6由电容器C24构成。恒功率控制电路7的磁放大器71的初级绕组L4-1与由镇流线圈L5和电容器C28 组成的谐振电路8串联，并在电容器C2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度气体放电灯高功率因数电子镇流器，包括滤波整流电路、功率因数校正及升压电路、辅助电源电路、采样电路、逆变电路、振荡驱动电路、谐振电路和保护电路；所述功率因数校正及升压电路与所述滤波整流电路的输出端耦接；所述辅助电源电路与功率因数校正及升压电路连接，用于分别向所述采样电路、所述保护电路和所述振荡驱动电路提供直流电；所述采样电路的输入端与功率因数校正及升压电路耦接，用于采集功率因数校正及升压电路的输出电压信号以及高强度气体放电灯的灯电流信号；所述逆变电路与采样电路的第一输出端耦接；所述振荡驱动电路和所述谐振电路均与逆变电路耦接；所述保护电路分别与所述功率因数校正及升压电路和所述振荡驱动电路耦接；其特征在于，所述电子镇流器还包括一恒功率控制电路，该恒功率控制电路与所述保护电路耦接；该恒功率控制电路包括磁放大器、磁放大器控制电路和供电电路；所述磁放大器的初级绕组与所述谐振电路串联，该磁放大器的控制绕组的一端与所述磁放大器控制电路耦接，另一端与所述供电电路耦接；所述采样电路的第二输出端输出一与采样的灯电流成正比的控制电信号，所述磁放大器控制电路根据该控制电信号，控制流过所述控制绕组的直流电流相对于所述灯电流成反比例变化。...

【技术特征摘要】
一种高强度气体放电灯高功率因数电子镇流器，包括滤波整流电路、功率因数校正及升压电路、辅助电源电路、采样电路、逆变电路、振荡驱动电路、谐振电路和保护电路；所述功率因数校正及升压电路与所述滤波整流电路的输出端耦接；所述辅助电源电路与功率因数校正及升压电路连接，用于分别向所述采样电路、所述保护电路和所述振荡驱动电路提供直流电；所述采样电路的输入端与功率因数校正及升压电路耦接，用于采集功率因数校正及升压电路的输出电压信号以及高强度气体放电灯的灯电流信号；所述逆变电路与采样电路的第一输出端耦接；所述振荡驱动电路和所述谐振电路均与逆变电路耦接；所述保护电路分别与所述功率因数校正及升压电路和所述振荡驱动电路耦接；其特征在于，所述电子镇流器还包括一恒功率控制电路，该恒功率控制电路与所述保护电路耦接；该恒功率控制电路包括磁放大器、磁放大器控制电路和供电电路；所述磁放大器的初级绕组与所述谐振电路串联，该磁放大器的控制绕组的一端与所述磁放大器控制电路耦接，另一端与所述供电电路耦接；所述采样电路的第二输出端输出一与采样的灯电流成正比的控制电信号，所述磁放大器控制电路根据该控制电信号，控制流过所述控制绕组的直流电流相对于所述灯电流成反比例变化。2.如权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于，所述逆变电路为半桥逆变电路；该电子镇流器还包括一隔直流电路，该隔直流电路设置在所述半桥逆变电路与所述谐 振电路之间，隔直流电路的输入端与半桥逆变电路耦接，输出端与谐振电路耦接。3.如权利要求2所述的电子镇流器，其特征在于，所述隔直流电路由一电容器组成。4.如权利要求3所述的电子镇流器，其特征在于，该电子镇流器还包括计时电路，耦接于所述磁放大器控制电路，用于在计时时间达到一预定的时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯关兴，
申请(专利权)人：上海送吉机电有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]