專利名稱：新型高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
以往鎮(zhèn)流器內(nèi)低壓電源(15V-20V)過(guò)于復(fù)雜，同時(shí)電源位置放置不當(dāng)，影響鎮(zhèn)流器功率因數(shù)提高。另外，功率場(chǎng)效應(yīng)管在推挽驅(qū)動(dòng)變壓器驅(qū)動(dòng)下極易發(fā)熱，影響場(chǎng)效應(yīng)管的正常工作。
鎮(zhèn)流器的啟動(dòng)電路、恒功率電路以往資料介紹的方法不很可靠，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且成本過(guò)高。
實(shí)用新型內(nèi)容 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新型高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，用于克服上述已有同類產(chǎn)品的不足，解決(1)、低壓電源過(guò)于復(fù)雜，同時(shí)電源位置放置不當(dāng)，影響鎮(zhèn)流器功率因數(shù)提高的問(wèn)題；(2)、功率場(chǎng)效應(yīng)管在推挽驅(qū)動(dòng)變壓器驅(qū)動(dòng)下易于發(fā)熱，影響場(chǎng)效應(yīng)管的正常工作問(wèn)題；(3)、鎮(zhèn)流器的啟動(dòng)電路、恒功率電路不夠可靠，又復(fù)雜，成本高的問(wèn)題。
為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案。
一種新型高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，包括橋式整流濾波電路、高功率因數(shù)校正電路，低壓電源，驅(qū)動(dòng)控制電路，功率檢測(cè)電路，功率場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路及啟動(dòng)鎮(zhèn)流電路，其特征是在功率場(chǎng)校應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路之前在地線上設(shè)一電阻R6。
所述的驅(qū)動(dòng)控制電路包括有單片機(jī)，單片機(jī)的其中兩個(gè)引角分別與信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)電路連接。
所述的驅(qū)動(dòng)控制電路還包括有信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)的其中一個(gè)引角與信號(hào)轉(zhuǎn)換電路連接。
單片機(jī)的其中一個(gè)引角與濾波放大電路連接。
在高功率因數(shù)校正電路之后接濾波電容C1。
將低壓電源部分連接到I部分之后；低壓電源內(nèi)的TOP221的低壓電源控制電路設(shè)計(jì)如下在儲(chǔ)能變壓器T4的副邊繞阻上的二極管D2后直接聯(lián)接低壓電源控制電路部分，使控制電路簡(jiǎn)化，在低壓電源控制電路部分內(nèi)，首先接一電阻R1，在其下接到PNP型三極管VT1的發(fā)射極上，在VT1集電極接二極管D3，二極管后接TOP221的控制極并與電容C3穩(wěn)壓二極管DW1并聯(lián)頂端相聯(lián)；在VT1的柵極接一電阻R3，電阻R3向上接一電阻R2與R1并聯(lián)，向下接一可調(diào)基準(zhǔn)源DW2，在DW2的控制極向上接電阻R4與R1及R2并聯(lián)，向下接一電阻R5到地，而C3、DW1、DW2及R5同時(shí)接地，上述電路為TOP221的控制電路。
其中啟動(dòng)鎮(zhèn)流電路中，在功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET1及MOSFET2之間引一條線接一電感T1的原邊繞組T1-1上，在T1-1之后接三條通路，一條首先接一常開開關(guān)K1上，其后接一電容C4，在C4之后接到電容C6及C7之間；第二條用于接燈泡，燈泡后接一電感T2的原邊繞組T2-1，在其后接電感T1的副邊繞組T1-2，其后接到C6與C7之間；第三條通路首先接一常閉開關(guān)K2上，在K2之后接一電容C5，C5再聯(lián)到T2-1及T1-2之間；K1和K2開關(guān)是由繼電器的常開和常閉觸點(diǎn)完成。
有兩個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET1及MOSFET2，用一推挽變壓器T3驅(qū)動(dòng)；T1的原邊由驅(qū)動(dòng)控制電路驅(qū)動(dòng)，而副邊T3-3，T3-2則分別驅(qū)動(dòng)MOSFET1及MOSFET2的控制極；在T3副邊繞組T3-3上端邊接一穩(wěn)壓管DW3，后接二極管D4，再接到MOSFET1的柵極G1點(diǎn)，該DW3與D4串聯(lián)結(jié)構(gòu)，或用幾個(gè)二極管直接串聯(lián)等效完成；在MOSFET1的柵極G1點(diǎn)接到一PNP型三極管VT2的發(fā)射極上，在VT2集電極接一二極管D6，二極管與T3-3繞組下端及MOSFET1的源極A點(diǎn)相聯(lián)，三極管VT2的柵極接二極管D5，二極管又接于T3副邊繞組T3-3上端，完成反抽電路。
本實(shí)用新型產(chǎn)生了如下積極效果。
(1)、首先是將低壓電源部分(15V-20V)II部分由原來(lái)的在高功率因數(shù)校正電路I部分之前，移動(dòng)到I部分之后，這樣II部分對(duì)I部分影響小，使鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)大幅度的提高，又對(duì)II部分給與簡(jiǎn)化。(2)、當(dāng)C2兩端電壓變化時(shí)，如升高，則經(jīng)R4及R5分壓到DW2的控制極電壓也升高，隨之DW2內(nèi)阻減少，R3與R2電阻交叉點(diǎn)電壓下降，使三極管VT1柵極電壓下降，從而使流過(guò)D3的電流加大，這樣TOP221工作時(shí)打開的脈寬減少，使儲(chǔ)能電感T4通過(guò)D2向C2泵電荷減少，從而使C2電容電壓下降，完成反饋調(diào)節(jié)。DW1主要起限壓保護(hù)作用。(3)、在功率場(chǎng)校應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路III部分之前在地線上設(shè)一電阻R6(0.1-0.5Ω)，主要是檢測(cè)R6兩邊電壓來(lái)替代其電流，并設(shè)有濾波放大電路，檢出R6兩邊平均電壓，輸?shù)津?qū)動(dòng)控制電路，對(duì)功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET1及MOSFET2開關(guān)進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)，達(dá)到對(duì)燈功率控制的目的。(4)、本實(shí)用新型獨(dú)創(chuàng)結(jié)構(gòu)可使在死區(qū)時(shí)G1點(diǎn)和G2點(diǎn)都在零電壓以下，從而使兩管可靠關(guān)閉，抗干撓波能力強(qiáng)。在G1點(diǎn)與A點(diǎn)之間的穩(wěn)壓管DW3與DW4起到保護(hù)柵極的作用。(5)、在啟動(dòng)時(shí)燈兩邊電壓為C4電壓加上T1-2兩邊的電壓，這電壓足以將燈擊穿，產(chǎn)生燈弧，在燈點(diǎn)燃之后，將MOSFET1及MOSFET2開關(guān)頻率調(diào)到燈正常工作頻率上，之后將K1打開K2關(guān)閉，將第一路啟動(dòng)電路分離，接上C5電容目的是在燈正常工作時(shí)起到給燈濾波的作用。而燈后的T2-1繞組主要是驅(qū)動(dòng)控制電路測(cè)試燈是否點(diǎn)亮之用。燈正常工作時(shí)，燈電流是在T1-1與T1-2共同鎮(zhèn)流下穩(wěn)定工作。


圖1是本實(shí)用新型的電路圖；圖2是驅(qū)動(dòng)控制電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2，本實(shí)用新型的實(shí)施例是由橋式整流濾波電路、高功率因數(shù)校正電路I，其后是低壓電源II，驅(qū)動(dòng)控制電路及由電容C1與電阻R6及濾波放大電路共同組成的功率檢測(cè)電路，功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET1及MOSFET2的驅(qū)動(dòng)電路III及啟動(dòng)鎮(zhèn)流電路IV組成。
所述的驅(qū)動(dòng)控制電路包括有單片機(jī)，單片機(jī)的其中兩個(gè)引角分別與信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)電路連接。單片機(jī)的型號(hào)可以選用80C196。
所述的驅(qū)動(dòng)控制電路還包括有信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)的其中一個(gè)引角與信號(hào)轉(zhuǎn)換電路連接。與信號(hào)轉(zhuǎn)換電路相連的變壓器T2-2的作用是將原邊繞組T2-1的電流信號(hào)取出。
單片機(jī)的其中一個(gè)引角與濾波放大電路連接。
驅(qū)動(dòng)控制電路的核心部件是單片機(jī)，單片機(jī)發(fā)出的信號(hào)通過(guò)信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)電路，控制推挽變壓器原邊T3-1，從而控制兩個(gè)MOSFET功率場(chǎng)效應(yīng)管，達(dá)到驅(qū)動(dòng)燈電流的作用。單片機(jī)發(fā)出的信號(hào)是頻率不同的方波信號(hào)，它的頻率是MOSFET功率場(chǎng)效應(yīng)管的開關(guān)頻率，也就是燈電流的交變頻率。單片機(jī)發(fā)出信號(hào)頻率在一定范圍內(nèi)周期性地從高到低，再?gòu)牡偷礁哐h(huán)變化，有效抑制HID燈聲諧振，同時(shí)單片機(jī)又接收濾波放大電路傳來(lái)的流過(guò)電阻R6的電流大小的信號(hào)，根據(jù)這一信號(hào)來(lái)調(diào)整變頻范圍，也就是調(diào)整燈平均頻率的高低，達(dá)到控制燈電流及燈功率的目的。
將低壓電源部分(15V-20V)II部分由原來(lái)的在高功率因數(shù)校正電路I部分之前，移動(dòng)到I部分之后，這樣II部分對(duì)I部分影響小，使鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)大幅度的提高，又對(duì)II部分給與簡(jiǎn)化，如圖1，II部分內(nèi)的對(duì)于TOP221的控制部分V部分設(shè)計(jì)如下在儲(chǔ)能變壓器T4的副邊繞阻上的二極管D2后直接聯(lián)接低壓電源控制電路V部分，使控制電路簡(jiǎn)化，在低壓電源控制電路V部分內(nèi)，首先接一電阻R1，在其下接到PNP型三極管VT1的發(fā)射極上，在VT1集電極接二極管D3，二極管后接TOP221的控制極并與電容C3穩(wěn)壓二極管DW1并聯(lián)頂端相聯(lián)。在VT1的柵極接一電阻R3，電阻R3向上接一電阻R2與R1并聯(lián)，向下接一可調(diào)基準(zhǔn)源DW2(TL431)，在DW2的控制極向上接電阻R4與R1及R2并聯(lián)，向下接一電阻R5到地，而C3、DW1、DW2及R5同時(shí)接地，上述電路為TOP221的控制電路。工作原理是當(dāng)C2兩端電壓變化時(shí)，如升高，則經(jīng)R4及R5分壓到DW2的控制極電壓也升高，隨之DW2內(nèi)阻減少，R3與R2電阻交叉點(diǎn)電壓下降，使三極管VT1柵極電壓下降，從而使流過(guò)D3的電流加大，這樣TOP221工作時(shí)打開的脈寬減少，使儲(chǔ)能電感T4通過(guò)D2向C2泵電荷減少，從而使C2電容電壓下降，完成反饋調(diào)節(jié)。DW1主要起限壓保護(hù)作用。
對(duì)于高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)，恒功率調(diào)節(jié)是一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題，以前資料介紹的方法都過(guò)于復(fù)雜，本人發(fā)明方法如下如圖1，由于電路中有高功率因數(shù)校正電路I那么在二極管D1之后C1電容兩邊電壓基本恒定，流過(guò)地線上電阻R6的電流乘以電容C1兩邊電壓VC1，就等于燈消耗的功率，而VC1基本恒定，那么檢測(cè)和控制流過(guò)R6電阻的電流就可控制功率。因此為完成上述功能在I部分之后接濾波電容C1，而在功率場(chǎng)校應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路III部分之前在地線上設(shè)一電阻R6(0.1-0.5Ω)，主要是檢測(cè)R6兩邊電壓來(lái)替代其電流，并設(shè)有濾波放大電路，檢出R6兩邊平均電壓，輸?shù)津?qū)動(dòng)控制電路，對(duì)功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET1及MOSFET2開關(guān)進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)，達(dá)到對(duì)燈功率控制的目的。
該鎮(zhèn)流器采用半橋驅(qū)動(dòng)方式，這樣有兩個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET1及MOSFET2，用一推挽變壓器T3驅(qū)動(dòng)。T3的原邊由驅(qū)動(dòng)控制電路驅(qū)動(dòng)，而副邊T3-3，T3-2則分別驅(qū)動(dòng)MOSFET1及MOSFET2的控制極。此種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但功率場(chǎng)效應(yīng)管易發(fā)熱，為解決這一問(wèn)題，以MOSFET1場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路為例來(lái)說(shuō)明。在T3副邊繞組T3-3上端邊接一穩(wěn)壓管DW3，后接二極管D4，再接到MOSFET1的柵極G1點(diǎn)，該DW3與D4串聯(lián)結(jié)構(gòu)，也可用幾個(gè)二極管直接串聯(lián)等效完成。這一結(jié)構(gòu)主要目的是在T3推挽交替變化中副邊電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)，有一死區(qū)時(shí)間，而在死區(qū)時(shí)間MOSFET1和MOSFET2都應(yīng)處于關(guān)斷狀態(tài)，從而在下一時(shí)刻有一管子打開時(shí)，避免有兩管子同時(shí)打開的時(shí)刻，但在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，T3易有干撓波存在，影響兩管在死區(qū)的關(guān)閉，使管發(fā)熱。本實(shí)用新型獨(dú)創(chuàng)結(jié)構(gòu)可使在死區(qū)時(shí)G1點(diǎn)和G2點(diǎn)都在零電壓以下，從而使兩管可靠關(guān)閉，抗干撓波能力強(qiáng)。為使功率場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)斷迅速，本人在MOSFET1的柵極G1點(diǎn)接到一PNP型三極管VT2的發(fā)射極上，在VT2集電極接一二極管D6，二極管與T3-3繞組下端及MOSFE11的源極A點(diǎn)相聯(lián)，三極管VT2的柵極接二極管D5，二極管又接于T3副邊繞組T3-3上端，完成反抽電路。在G1點(diǎn)與A點(diǎn)之間的穩(wěn)壓管DW3與DW4主要是起保護(hù)柵極作用。
高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)的啟動(dòng)，在燃點(diǎn)過(guò)程中的鎮(zhèn)流是一關(guān)鍵技術(shù)，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了如圖1的IV部分電路。首先在功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET1及MOSFET2之間A點(diǎn)引一條線接一電感T1的原邊繞組T1-1上，在T1-1之后接三條通路，一條首先接一常開開關(guān)K1上，其后接一電容C4，在C4之后接到電容C6及C7之間的B點(diǎn)上。第二條用于接燈泡，燈泡后接一電感T2的原邊繞組T2-1，在其后接電感T1的副邊繞組T1-2，其后接到C6與C7之間B點(diǎn)上。第三條通路是首先接一常閉開關(guān)K2上，在K2之后接一電容C5，C5再聯(lián)到T2-1及T1-2之間上。而K1和K2開關(guān)是由繼電器的常開和常閉觸點(diǎn)完成。上述結(jié)構(gòu)的工作原理是當(dāng)燈在啟動(dòng)時(shí)，K1關(guān)閉，K2打開，由于燈未點(diǎn)亮，所以第二路斷路，那么在AB之間只有一條通路為T1-1、K1、C4通路，當(dāng)MOSFET1及MOFET2交替打開時(shí)，當(dāng)開關(guān)頻率接近T1-1及C4串聯(lián)諧振時(shí)，則發(fā)生諧振，那么在電感T1-1及電容C4兩邊產(chǎn)生高電壓，相位相反。由于T1-1與T1-2是偶合在一塊的形成變壓器。在T1-1上的電壓又使T1-2繞組兩端產(chǎn)生電壓，電壓大小符合變壓器公式，調(diào)節(jié)變壓器T1的原副邊繞組可改變T1-2兩邊電壓之和，從圖1中可以看出在啟動(dòng)時(shí)燈兩邊電壓為C4電壓加上T1-2兩邊的電壓，這電壓足以將燈擊穿，產(chǎn)生燈弧，在燈點(diǎn)燃之后，將MOSFET1及MOSFET2開關(guān)頻率調(diào)到燈正常工作頻率上，之后將K1打開K2關(guān)閉，將第一路啟動(dòng)電路分離，接上C5電容目的是在燈正常工作時(shí)起到給燈濾波的作用。而燈后的T2-1繞組主要是驅(qū)動(dòng)控制電路測(cè)試燈是否點(diǎn)亮之用。燈正常工作時(shí)，燈電流是在T1-1與T1-2共同鎮(zhèn)流下穩(wěn)定工作。
權(quán)利要求1.一種新型高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，包括橋式整流濾波電路、高功率因數(shù)校正電路(I)，低壓電源(II)，驅(qū)動(dòng)控制電路，功率檢測(cè)電路，功率場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路(III)及啟動(dòng)鎮(zhèn)流電路(IV)，其特征是在功率場(chǎng)校應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路(III)之前在地線上設(shè)一電阻R6。
2.如權(quán)利要求1所述的新型高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)控制電路包括有單片機(jī)，單片機(jī)的其中兩個(gè)引角分別與信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)電路連接。
3.如權(quán)利要求2所述的新型高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)控制電路還包括有信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，單片機(jī)的其中一個(gè)引角與信號(hào)轉(zhuǎn)換電路連接。
4.如權(quán)利要求2或3所述的新型高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是單片機(jī)的其中一個(gè)引角與濾波放大電路連接。
5.如權(quán)利要求1所述的新型高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是在高功率因數(shù)校正電路(I)之后接濾波電容C1。
6.如權(quán)利要求1所述的新型高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是將低壓電源(II)部分連接到I部分之后；低壓電源(II)內(nèi)的TOP221的低壓電源控制電路(V)設(shè)計(jì)如下在儲(chǔ)能變壓器T4的副邊繞阻上的二極管D2后直接聯(lián)接低壓電源控制電路(V)部分，使控制電路簡(jiǎn)化，在低壓電源控制電路(V)部分內(nèi)，首先接一電阻R1，在其下接到PNP型三極管VT1的發(fā)射極上，在VT1集電極接二極管D3，二極管后接TOP221的控制極并與電容C3穩(wěn)壓二極管DW1并聯(lián)頂端相聯(lián)；在VT1的柵極接一電阻R3，電阻R3向上接一電阻R2與R1并聯(lián)，向下接一可調(diào)基準(zhǔn)源DW2，在DW2的控制極向上接電阻R4與R1及R2并聯(lián)，向下接一電阻R5到地，而C3、DW1、DW2及R5同時(shí)接地，上述電路為TOP221的控制電路。
7.如權(quán)利要求1所述的新型高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是其中啟動(dòng)鎮(zhèn)流電路(IV)中，在功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET1及MOSFET2之間引一條線接一電感T1的原邊繞組T1-1上，在T1-1之后接三條通路，一條首先接一常開開關(guān)K1上，其后接一電容C4，在C4之后接到電容C6及C7之間；第二條用于接燈泡，燈泡后接一電感T2的原邊繞組T2-1，在其后接電感T1的副邊繞組T1-2，其后接到C6與C7之間；第三條通路首先接一常閉開關(guān)K2上，在K2之后接一電容C5，C5再聯(lián)到T2-1及T1-2之間；K1和K2開關(guān)是由繼電器的常開和常閉觸點(diǎn)完成。
8.如權(quán)利要求1所述的新型高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是有兩個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET1及MOSFET2，用一推挽變壓器T3驅(qū)動(dòng)；T3的原邊由驅(qū)動(dòng)控制電路驅(qū)動(dòng)，而副邊T3-3，T3-2則分別驅(qū)動(dòng)MOSFET1及MOSFET2的控制極；在T3副邊繞組T3-3上端邊接一穩(wěn)壓管DW3，后接二極管D4，再接到MOSFET1的柵極G1點(diǎn)，該DW3與D4串聯(lián)結(jié)構(gòu)，或用幾個(gè)二極管直接串聯(lián)等效完成；在MOSFET1的柵極G1點(diǎn)接到一PNP型三極管VT2的發(fā)射極上，在VT2集電極接一二極管D6，二極管與T3-3繞組下端及MOSFET1的源極A點(diǎn)相聯(lián)，三極管VT2的柵極接二極管D5，二極管又接于T3副邊繞組T3-3上端，完成反抽電路。
專利摘要本實(shí)用新型是一種新型高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，由橋式整流濾波電路、高功率因數(shù)校正電路I，其后是低壓電源II，驅(qū)動(dòng)控制電路及由電容C
文檔編號(hào)H05B41/36GK2783703SQ20052008019
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月17日
發(fā)明者周愛(ài)菊 申請(qǐng)人:周愛(ài)菊