專利名稱：一種高頻電源型觸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓氣體放電燈用觸發(fā)器，具體地說是涉及一種用于金鹵燈啟 動的高頻電源型觸發(fā)器。
背景技術(shù)：
目前高壓氣體放電燈用電子觸發(fā)器普遍使用的技術(shù)是脈沖迭加型觸發(fā)器。
這種觸發(fā)器的脈沖電壓很高， 一般在4-5kV。這樣的高壓脈沖會引起燈電極濺射， 特別是在燈泡不能順利啟動的情況下長時間受高壓脈沖作用，對其壽命會產(chǎn)生
比較嚴重的影響；高幅度脈沖觸發(fā)器啟動金鹵燈時，電光源專家在他們的研究
成果中均指出用低幅度、寬脈沖觸發(fā)器啟動金鹵燈比較好，而用高幅度脈沖
會影響金鹵燈的壽命，尤其是美標金鹵燈更不適宜用高幅度脈沖啟動。實驗證 明，用電感鎮(zhèn)流器+高幅度脈沖觸發(fā)器點燈，燈泡的壽命比用漏磁變壓器+電
容器點燈降低20-30%，其中除了電網(wǎng)電壓波動因素外，高幅度脈沖對電極的影 響是一個重要因素。為實現(xiàn)用低幅度脈沖(0.6-0.8kV或0.6-1.0kV)啟動金鹵燈 以代替漏磁變壓器加電容器的點燈方式曾經(jīng)作了很多努力，例如富達的FCD-I、 菲利普的SI-51觸發(fā)器都屬于低幅度脈沖，但由于都是利用電子開關(guān)獲得電容器 儲能實現(xiàn)電容器上的電壓與電源電壓相加的技術(shù)方案，所獲得的開路電壓不僅 偏低，還會因電網(wǎng)電壓波動而不穩(wěn)定，所以實際應(yīng)用效果并不好。目前，絕大 多數(shù)仍然是用電感鎮(zhèn)流器加高幅度脈沖觸發(fā)器以及漏磁變壓器加電容器兩種點 燈方式。我們知道，電感鎮(zhèn)流器加高幅度脈沖觸發(fā)器點燈應(yīng)該說也是一種比較 成功的點燈方式，但確有許多不足之處，例如，在燈泡不能順利啟動的情況下 長時間受高幅度脈沖作用，對其壽命會產(chǎn)生一定的影響，有的甚至還比較嚴重; 其次高幅度脈沖受導線的技術(shù)等級和分布電容的影響很大，觸發(fā)距離短， 一般
只有0.5-1.5米。漏磁變壓器+電容器點燈方式在220V電源的場合是不得已而 為之，雖然它有一些特殊的優(yōu)點，如脈沖幅度低，燈泡功率受電網(wǎng)電壓波動不 大，對燈泡壽命有利，但成本高、費電是其明顯的缺點；其次漏磁變壓器制造 工藝比較復雜，產(chǎn)品一致性較差，對燈泡要求比較高，因而影響燈泡制造合格 率。
第二，對系統(tǒng)中其他電器如燈頭、導線等的耐壓要求也相應(yīng)較高，還會因 導線的技術(shù)等級和分布電容大小，影響對燈的啟動；其次，由于脈沖幅度雖然 高，但脈沖寬度卻很窄，所以觸發(fā)距離很短；此外，脈沖高壓打火，會發(fā)出啪 啪響聲，這在工礦車間、商場等場合會擾亂人們的情緒，影響工作，有時甚至 會發(fā)生事故。因此，設(shè)計、制造一種既對燈泡壽命有利，又有優(yōu)良啟動性能的， 能與金鹵燈最佳匹配的低電壓(0.6-0.8kV或0.6-1.0kV)觸發(fā)器是現(xiàn)有技術(shù)需要 解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于高壓 氣體放電燈的低幅度、寬脈沖高頻電源型觸發(fā)器，以達到提高啟動性能，延長 燈泡使用壽命的目的。
從金鹵燈的伏安特性可以了解到，在0.6-0.8kV時即可進入輝光放電過程。 那么，為什么用0.6-1.0kV的低幅度脈沖觸發(fā)器不能有效的可靠的點亮燈呢？
這是一個值得認真研究的問題。如果這個問題搞清楚了，設(shè)計、制造一種 能與金鹵燈最佳匹配的低幅度脈沖(0.6-0.8kV或0.6-1.0kV)觸發(fā)器就肯定可以 辦到。帶著這個問題，通過做了大量的實驗。通過實驗發(fā)現(xiàn)，金鹵燈啟動時脈 沖幅度與開路電壓之間有著密切的關(guān)系，如圖4所示。其機理是脈沖雖然可以 激活電極發(fā)射電子，進入輝光放電過程，但如果沒有足夠的后續(xù)能量支持也不
能進入弧光放電過程。這足夠的后續(xù)能量就是開路電壓(或等效開路電壓)。在 實驗中還發(fā)現(xiàn)，較寬的脈沖可以有較低的幅度。進一步研究知道，較寬的脈沖 實質(zhì)上是提升了等效開路電壓。從圖4可以清楚地看出開路電壓越高，所要 求的脈沖幅度越低；如果開路電壓大于0.6kV，甚至不要脈沖也可以把燈點亮。 目前，金鹵燈適用的電源電壓大多數(shù)是220V， 一般還要求在198V時能夠啟動， 這時的開路電壓也就是0.28-0.31kV。對于脈沖寬度只有l(wèi)pS的高幅度脈沖觸發(fā) 器來說，使其開路電壓的提升是微不足道的。因此，從圖4可以看出，開路電 壓在0.28-0.31kV時啟動金鹵燈需要脈沖幅度為4.0-5.0kV。因為較寬的脈沖可以 提升等效開路電壓，所以較寬的脈沖可以有較低的幅度。但是，應(yīng)當特別注意 的是，較低的幅度必須與其等效開路電壓對應(yīng)，否則就點不亮燈。這就是問題 的癥結(jié)所在。過去設(shè)計低壓脈沖觸發(fā)器時忽略了這一嚴格的對應(yīng)關(guān)系，所以出 現(xiàn)啟動不可靠的問題。從圖4還可以看出，如果能使開路電壓穩(wěn)定的提升到0.5kV 以上，脈沖幅度就可以做得很低(0.6-0.8kV或0.6-1.0kV)，實現(xiàn)用低幅度、寬 脈沖觸發(fā)器啟動金鹵燈的理想狀態(tài)。但是對于只有220V的電網(wǎng)電壓來說，點燈 電路怎么能獲得0.5kV以上的開路電壓呢？因為市電只有220V，而且還要求在 198V時能夠啟動金卣燈，這時的開路電壓也就是0.28-0.31kV。第一，如果依靠 脈沖寬度只有l(wèi)pS的高幅度脈沖觸發(fā)器來提升開路電壓是不可能的；第二，現(xiàn) 行的低幅度脈沖觸發(fā)器因為設(shè)計原理的限制也很難做到低的脈沖幅度與其提升 的開路電壓相對應(yīng)；第三，要靠普通的電感鎮(zhèn)流器提升足夠高的開路電壓也是 很困難的。觸發(fā)器必須用全新的理念來設(shè)計，這就是以提高開路電壓為宗旨。 設(shè)計這種觸發(fā)器要能夠有效的穩(wěn)定的提升開路電壓。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是， 一種高頻電源型觸發(fā)器，包 括電感鎮(zhèn)流器，其特征在于所述電感鎮(zhèn)流器電壓輸出端串接一高頻電源，所
述的高頻電源的輸出端與高壓氣體放電燈相連接；
所述的高頻電源，用于與鎮(zhèn)流器輸出電壓迭加，提高高壓氣體放電燈啟動 時的開路電壓，當高壓氣體放電燈啟動后高頻電源自動關(guān)閉。
一種高頻電源型觸發(fā)器，所述的高頻電源由整流電路、起振電路、半橋電 路、升壓電路組成，電源通過電感鎮(zhèn)流器輸出端輸入到整流電路和升壓電路的 輸入端，由整流電路的輸出端與起振電路和半橋電路連接，半橋電路的輸出端 與升壓電路相連接，升壓電路的輸出端LP與電源零線端N之間連接高壓氣體放 電燈，所述的升壓電路由升壓變壓器T2組成。
一種高頻電源型觸發(fā)器，所述的起振電路2由電阻R1、 R2，電容C1雙向觸 發(fā)二極管組成，電阻R1和電阻R2串接后并接在整流電路輸出端，其串接端通 過雙向觸發(fā)二極管與半橋電路中的晶體管Q2的基極相連接，電容Cl并接在電 阻R2的兩端。
一種高頻電源型觸發(fā)器，所述的半橋電路由變壓器T1、晶體管Q1、 Q2，電 容C2、 C3組成，所述的變壓器T1由次級繞組T1-1、 Tl-2，初級繞組T1-3組成， 初級繞組Tl-3并接在晶體管Q2的基極和發(fā)射極兩端，次級繞組Tl-l和次級繞 組T1-2串接后，串接點連接晶體管Q1的發(fā)射極和晶體管Q2的集電極，次級繞 組T1-1的一端連接晶體管Ql的基極，次級繞組T1-2的連接升壓變壓器T2初 級繞組的一端，初級繞組的另一端與電容C2、 C3的串接點相連接，升壓變壓 器T2次級繞組的一端連接通過鎮(zhèn)流器的電源，次級繞組的另一端連接高壓氣體 放電燈。
一種高頻電源型觸發(fā)器，其特征在于所述的接高壓氣體放電燈為金鹵燈。 一種高頻電源型觸發(fā)器，由于采用上述結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下 優(yōu)點1、實現(xiàn)與金鹵燈最佳匹配，大大改善了金鹵燈的啟動性能，從而可以提
高金鹵燈的制造合格率；2、避免了高幅度脈沖對燈泡電極的濺射作用，可以延 長燈泡的壽命；3、用于美標金鹵燈時，與節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器匹配，可以替代漏 磁變壓器，降低成本，節(jié)約能源；4、脈沖寬度很大，可以遠距離觸發(fā)，達到30 米以上；5、脈沖幅度低，因此對系統(tǒng)中其他電器如燈頭、導線等的耐壓要求也 相應(yīng)降低；6、因為開路電壓提升到0.6-0.8kV或0.6-1.0kV，所以能在電源電壓 較低的情況下啟動金鹵燈。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明； 圖1為本發(fā)明一種高頻電源型觸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1所示的高頻電源E2電路結(jié)構(gòu)框圖； 圖3為圖2所示的高頻電源E2電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為金鹵燈啟動時脈沖幅度與開路電壓曲線在圖2、圖3中，1、整流電路；2、起振電路；3、半橋電路；4、升壓電路;
5、高壓氣體放電燈。
具體實施例方式
如圖1、圖2、圖3所示， 一種高頻電源型觸發(fā)器，包括電感鎮(zhèn)流器LB， 所述電感鎮(zhèn)流器輸出電壓El端串接一高頻電源E2，所述的高頻電源E2的輸 出端與高壓氣體放電燈5相連接；
所述的高頻電源E2，用于與鎮(zhèn)流器輸出電壓迭加，提高高壓氣體放電燈5 啟動時的開路電壓Vo，當高壓氣體放電燈5啟動后高頻電源E2自動關(guān)閉。高 頻電源E2相當于一個附加電源迭加在鎮(zhèn)流器輸出電源E1上。也就是加在高壓 氣體放電燈5兩端的開路電壓Vo-El+E2。所述的高壓氣體放電燈5為金鹵燈。
所述的高頻電源E2由整流電路1、起振電路2、半橋電路3、升壓電路組成，
電源通過電感鎮(zhèn)流器輸出端B輸入到整流電路1和升壓電路4的輸入端，由整 流電路1的輸出端與起振電路2和半橋電路3連接，半橋電路3的輸出端與升 壓電路4相連接，升壓電路4的輸出端LP與電源零線端N之間連接高壓氣體放 電燈5，所述的升壓電路4由升壓變壓器T2組成。
所述的起振電路2由電阻R1、 R2、電容C1、雙向觸發(fā)二極管D5組成，電 阻Rl和電阻R2串接后并接在整流電路1輸出端，其串接端通過雙向觸發(fā)二極 管D5與半橋電路3中的晶體管Q2的基極相連接，電容Cl并接在電阻R2的兩
4山頓。
所述的半橋電路3由變壓器T1、晶體管Q1、 Q2、電容C2、 C3組成，所述 的變壓器T1由次級繞組T1-1、 Tl-2、初級繞組Tl-3組成，初級繞組T1-3并接 在晶體管Q2的基極和發(fā)射極兩端，次級繞組Tl-l和次級繞組T1-2串接后，串 接點連接晶體管Ql的發(fā)射極和晶體管Q2的集電極，次級繞組T1-1的一端連接 晶體管Ql的基極，次級繞組Tl-2的連接升壓變壓器T2初級繞組的一端，初級 繞組的另一端與電容C2、 C3的串接點相連接，升壓變壓器T2次級繞組的一端 連接通過鎮(zhèn)流器的電源，次級繞組的另一端連接高壓氣體放電燈5。
高頻電源型觸發(fā)器的具體工作過程，B端接通通過鎮(zhèn)流器ZL的一端，金鹵 燈的另一端與電源的N端和整流橋的一端連接。整流電路1輸出的100Hz脈動 電壓，其中一路連接晶體管Q1、 Q2，電容C2、 C3組成的半橋電路3，另一路通 過電阻R1、 R2、電容C1、雙向觸發(fā)二極管D5使變壓器T1、晶體管Q1、 Q2、電 容C2、 C3、升壓變壓器T2的初級繞組組成的自激式振蕩器起振，產(chǎn)生頻率為數(shù) 十千Hz的高頻電源，通過升壓變壓器T2次級繞組將電壓提升到設(shè)定值。在燈 未被點亮前，這個高頻電源與B端電源，即通過鎮(zhèn)流器ZL過來的電源相加，從 而在金鹵燈兩端形成比電源電壓高出許多的開路電壓。當金鹵燈點亮后，由于鎮(zhèn)流器ZL的限流作用，B端電壓(幾乎)等于金鹵燈的燈電壓，因而低于起振 電路所需要的電壓，觸發(fā)器停止工作。
當接通電源后、燈未被點亮前，鎮(zhèn)流器輸出電壓E1高于高頻電源E2觸發(fā) 器的起振電壓，雙向觸發(fā)二極管D5工作，產(chǎn)生高頻電源E2，與鎮(zhèn)流器輸出的 市電迭加，在其輸出端形成0.6-0.8kV或0.8-1.0kV的開路電壓，使燈點亮。當 燈被點亮后，鎮(zhèn)流器輸出的電壓低于電源迭加型觸發(fā)器的起振電壓，觸發(fā)器停 止工作，無高頻電源輸出。
另外，高頻電源E2中還設(shè)計了定時自動關(guān)閉裝置(圖3中未表示出)，即 在高壓氣體放電燈5損壞的情況下停止工作。
上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性的描述，但本發(fā)明的具體實現(xiàn)并不受 上述方式的限制。只要采用了本發(fā)明構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改 進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā) 明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高頻電源型觸發(fā)器，包括電感鎮(zhèn)流器(LB)，其特征在于所述電感鎮(zhèn)流器輸出電壓(E1)端串接一高頻電源(E2)，所述的高頻電源(E2)的輸出端與高壓氣體放電燈(5)相連接；所述的高頻電源(E2)，用于與鎮(zhèn)流器輸出電壓迭加，提高高壓氣體放電燈(5)啟動時的開路電壓(Vo)，當高壓氣體放電燈(5)啟動后高頻電源(E2)自動關(guān)閉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高頻電源型觸發(fā)器，其特征在于所述的高 頻電源(E2)由整流電路(l)、起振電路(2)、半橋電路(3)、升壓電路(4) 組成，電源通過電感鎮(zhèn)流器輸出端(B)輸入到整流電路(1)和升壓電路(4)的 輸入端，由整流電路(l)的輸出端與起振電路(2)和半橋電路(3)連接，半橋 電路(3)的輸出端與升壓電路(4)相連接，升壓電路(4)的輸出端(LP)與電源零 線端(N)之間連接高壓氣體放電燈(5)，所述的升壓電路(4)由升壓變壓器(T2) 組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高頻電源型觸發(fā)器，其特征在于所述的起 振電路(2)由電阻(Rl、 R2)、電容(Cl)、雙向觸發(fā)二極管(D5)組成，電 阻(Rl)和電阻(R2)串接后并接在整流電路(l)輸出端，其串接端通過雙向觸 發(fā)二極管(D5)與半橋電路(3)中的晶體管(Q2)的基極相連接，電容(Cl)并 接在電阻(R2)的兩端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高頻電源型觸發(fā)器，其特征在于所述的半 橋電路(3)由變壓器(Tl)、晶體管(Ql、 Q2)、電容(C2、 C3)組成，所述 的變壓器(Tl)由次級繞組(Tl-1、 T1-2)、初級繞組(T1-3)組成，初級繞 組(Tl-3)并接在晶體管(Q2)的基極和發(fā)射極兩端，次級繞組(Tl-1)和次 級繞組(T1-2)串接后，串接點連接晶體管(Ql)的發(fā)射極和晶體管(Q2)的 集電極，次級繞組(T1-1)的一端連接晶體管(Ql)的基極，次級繞組(Tl-2) 的連接升壓變壓器(T2)初級繞組的一端，初級繞組的另一端與電容(C2、 C3) 的串接點相連接，升壓變壓器(T2)次級繞組的一端連接通過鎮(zhèn)流器的電源， 次級繞組的另一端連接高壓氣體放電燈(5)。
5、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種高頻電源型觸發(fā)器，其特征在 于所述的高壓氣體放電燈(5)為金鹵燈。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高頻電源型觸發(fā)器，包括電感鎮(zhèn)流器L，其特征在于所述電感鎮(zhèn)流器電壓輸出端E1串接一高頻電源E2，所述的高頻電源E2的輸出端與高壓氣體放電燈5相連接；所述的高頻電源E2，用于與鎮(zhèn)流器輸出電壓迭加，提高高壓氣體放電燈啟動時的開路電壓，當高壓氣體放電燈啟動后高頻電源E2自動關(guān)閉。所述的高壓氣體放電燈5為金鹵燈。由于采用上述結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點1.實現(xiàn)與金鹵燈最佳匹配，大大改善了金鹵燈的啟動性能，從而可以提高金鹵燈的制造合格率；2.避免了高幅度脈沖對燈泡電極的濺射作用，可以延長燈泡的壽命；3.因為開路電壓提升到0.6-0.8kV或0.6-1.0kV，所以能在電源電壓較低的情況下啟動金鹵燈。
文檔編號H05B41/288GK101370343SQ20081002280
公開日2009年2月18日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者朱其銀 申請人:朱其銀