采用自適應(yīng)電路的高頻hid電子鎮(zhèn)流器及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于照明設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種采用自適應(yīng)電路的HID電子鎮(zhèn)流器及其應(yīng)用。其主要包括驅(qū)動(dòng)電路、高壓氣體放電燈和保護(hù)電路；所述保護(hù)電路還包括主保護(hù)電路、延時(shí)重啟電路和啞負(fù)載電路；本發(fā)明在負(fù)載HID和一個(gè)啞負(fù)載間采用優(yōu)先觸發(fā)HID電弧管及主保護(hù)電路、電弧管熱態(tài)延時(shí)重啟電路來啟動(dòng)HID電弧管，并且保證HID的開啟與正常工作。本發(fā)明以高頻的電壓電流來驅(qū)動(dòng)屬于HID燈的金鹵燈高壓電弧管，同時(shí)通過相應(yīng)的技術(shù)手段來克服例如啟動(dòng)困難、聲振蕩等問題，從而提供一種啟動(dòng)可靠、工作穩(wěn)定、可實(shí)現(xiàn)高度集成緊湊型的驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)而有可能實(shí)現(xiàn)金鹵燈的普及使用。
【專利說明】采用自適應(yīng)電路的高頻HID電子鎮(zhèn)流器及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于照明設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高壓氣體放電燈(HID)所用的電子鎮(zhèn)流器，尤其涉及采用自適應(yīng)電路的高頻HID電子鎮(zhèn)流器及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]將高壓氣體放電燈(例如金鹵燈)作為光源，經(jīng)常被用于大面積照明，尤其泛光照明，例如車站、碼頭、廣場、高層廠房、礦山和公路的照明。從原理上說，將此類金鹵燈用于日常(例如家庭日常)照明不僅可能，而且當(dāng)屬優(yōu)選。這是因?yàn)?，與目前廣泛推廣使用的節(jié)能燈甚至LED等相比較，金齒燈光源體積更小，在光通、光效和顯色指數(shù)等參數(shù)綜合起來考慮也優(yōu)于目前流行的節(jié)能燈和現(xiàn)有水平的LED，在與燈具配光方面甚至優(yōu)于白熾燈發(fā)光體的燈絲。正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)有低功率(例如20W左右)金鹵燈的應(yīng)用實(shí)例產(chǎn)品出現(xiàn)，用于裝飾和商業(yè)照明，如時(shí)裝店、鐘表首飾店投光照明。隨著近年來陶瓷金鹵燈和石英與陶瓷復(fù)合電弧管的出現(xiàn)，這種20W左右的低功率金鹵燈的色指數(shù)很接近白熾燈，接近程度可高達(dá)0.95以上。金鹵燈雖然問世僅比熒光燈晚30來年，但熒光燈早在30年前就已經(jīng)出現(xiàn)一體化緊湊型熒光燈，即現(xiàn)在全面普及使用的節(jié)能燈。但金齒燈至今在緊湊化方面效果很差。以飛利浦公司金鹵燈所用的電子鎮(zhèn)流器PAR38/20W為例，使用的元器件數(shù)目多、設(shè)計(jì)復(fù)雜、故障率高，相關(guān)的PAR燈具的用途也十分有限。究其原因是已有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)金鹵燈所用的電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)思路上存在嚴(yán)重的技術(shù)偏見:金鹵燈所用的電子鎮(zhèn)流器都依循電感鎮(zhèn)流器低頻(通常在800Hz以下)電壓電流驅(qū)動(dòng)電弧管，所需的復(fù)雜保護(hù)電路，導(dǎo)致鎮(zhèn)流器自身體積大而無法適應(yīng)緊湊型小體積要求。
[0003]上述現(xiàn)有技術(shù)中的這種技術(shù)偏見從根本上斷送了金鹵燈、尤其陶瓷金鹵燈的普及性應(yīng)用的可能，尤其阻礙了一體化緊湊型金鹵燈的普及應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種穩(wěn)定度高、體積小的采用自適應(yīng)電路的高頻HID電子鎮(zhèn)流器；其克服現(xiàn)有技術(shù)中在設(shè)計(jì)HID的驅(qū)動(dòng)電路中的技術(shù)偏見，以高頻(例如20KHz)的電壓電流來驅(qū)動(dòng)屬于HID燈的金鹵燈高壓電弧管，同時(shí)通過相應(yīng)的技術(shù)手段來克服例如啟動(dòng)困難、聲振蕩等問題，從而提供一種啟動(dòng)可靠、工作穩(wěn)定、可實(shí)現(xiàn)高度集成緊湊型的驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)而有可能實(shí)現(xiàn)金鹵燈的普及使用。
[0005]本發(fā)明所提供的自適應(yīng)電路的高頻HID電子鎮(zhèn)流器，其主要包括驅(qū)動(dòng)電路、高壓氣體放電燈和保護(hù)電路；所述驅(qū)動(dòng)電路，用于將輸入的市電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)作為后級(jí)負(fù)載的高壓氣體放電燈(HID)所需的功率輸出；所述高壓氣體放電燈，作為所述驅(qū)動(dòng)電路的后級(jí)負(fù)載被驅(qū)動(dòng)發(fā)光，并輸出工作狀態(tài)指示信號(hào)；所述保護(hù)電路，接收所述高壓氣體放電燈輸出的工作狀態(tài)指示信號(hào)，并當(dāng)所述的工作狀態(tài)指示信號(hào)指示所述的后級(jí)負(fù)載工作異常時(shí)，輸出保護(hù)信號(hào)來停止所述驅(qū)動(dòng)電路的工作；
所述保護(hù)電路包括主保護(hù)電路、延時(shí)重啟電路和啞負(fù)載電路；其中: 在主保護(hù)電路停止驅(qū)動(dòng)電路工作之后的一個(gè)預(yù)定的時(shí)間后，所述延時(shí)重啟電路重啟驅(qū)動(dòng)電路的工作；
在高壓氣體放電燈中的電弧管啟動(dòng)點(diǎn)火瞬態(tài)過程中未能成功點(diǎn)火時(shí)，所述啞負(fù)載電路承載了驅(qū)動(dòng)電路提供電弧管啟動(dòng)能量的釋放，并將這部分能量用于電弧管的再次點(diǎn)火啟動(dòng)，從而使高壓氣體放電燈再次啟動(dòng)。
[0006]本發(fā)明中，所述主保護(hù)電路為現(xiàn)有保護(hù)電路。
[0007]本發(fā)明中，所述啞負(fù)載電路由一只跳泡和/或一只CCFL組成。
[0008]本發(fā)明中，所述驅(qū)動(dòng)電路的工作頻率在18-27.5KHz之間，并且工作頻率的波動(dòng)范圍是 ±0.15KHz。
[0009]本發(fā)明中，將所述自適應(yīng)電路的高頻HID電子鎮(zhèn)流器用于制造高壓氣體放電燈(例如金鹵燈)，并將該放電燈制成照明裝置。
[0010]本發(fā)明中，采用自適應(yīng)原理電路，即具有自動(dòng)跟隨功能的磁環(huán)變壓器驅(qū)動(dòng)的雙極型三極管自激振蕩開關(guān)半橋電路，且直接用高頻電流驅(qū)動(dòng)金鹵燈電弧管，在效果上很好地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的啟動(dòng)和抑制聲振蕩。
[0011]本發(fā)明中，還提供保護(hù)電路，接收作為負(fù)載的HID燈/金鹵燈輸出的工作狀態(tài)指示信號(hào)，并當(dāng)該指示信號(hào)指示所述的負(fù)載金鹵燈工作異常時(shí)，輸出保護(hù)信號(hào)來停止驅(qū)動(dòng)電路的工作，然后延時(shí)重新啟動(dòng)電路工作。就具體地說，在HID金鹵燈和作為啞負(fù)載的跳泡或CCFL冷陰極燈管之間，優(yōu)先觸發(fā)HID電弧管啟動(dòng)點(diǎn)火。當(dāng)電弧管未能正常啟動(dòng)時(shí)，能量由啞負(fù)載電路釋放，并啟動(dòng)HID電弧管延時(shí)重啟電路，再次觸發(fā)HID電弧管啟動(dòng)點(diǎn)火。
[0012]本發(fā)明中，通過添加啞負(fù)載，例如跳泡或CCFL冷陰極燈管及其變壓器來助推金鹵燈電弧管的順利啟動(dòng)點(diǎn)火，并且解決電弧管一次未能順利點(diǎn)火瞬態(tài)諧振能量的釋放，保護(hù)主電路的安全。這種釋放是在線路設(shè)計(jì)上把能量一次性導(dǎo)入電弧管電極兩端，如同將充滿電的大容量(例如100yF/400V)的(電解)電容的(+/_)兩端同時(shí)接在一個(gè)導(dǎo)體上,瞬態(tài)實(shí)現(xiàn)“短路”強(qiáng)放電火花。所以，在電弧管未能順利啟動(dòng)之時(shí)，即是以高頻、高壓、高能量“激勵(lì)”電弧管的一個(gè)過程，幾次這種周而復(fù)始的“激勵(lì)”，將保證電弧管被百分之百地實(shí)現(xiàn)正常啟動(dòng)點(diǎn)火。
[0013]此外，本發(fā)明的技術(shù)方案中的驅(qū)動(dòng)電路采用逐流功率因數(shù)調(diào)整電路，適當(dāng)?shù)靥嵘娫措妷憾階PFC功率因數(shù)電路之后在直流濾波電路中再增加逐流電路，保證了前級(jí)的功率因數(shù)PF值在0.99以上，以便消除聲振蕩，尤其有利于消除石英玻璃制作的電弧管聲振蕩。
[0014]本發(fā)明線路簡單，僅在類似傳統(tǒng)經(jīng)典節(jié)能燈分立元件電子鎮(zhèn)流器的基礎(chǔ)上增加了數(shù)量很少(例如僅一只)、體積(約14.5X10X11.5_)也很小的一只或兩只微型繼電器、一只跳泡或一只超細(xì)管徑CCFL燈管及變壓器(體積均比微型繼電器更小)以及一只雙位比較器、兩只92或251封裝的MOS管和少數(shù)元器件磁環(huán)變壓器和一只扼流電感部件即可實(shí)現(xiàn)HID電弧管的啟動(dòng)，避免了對PCB板上的元器件采用脈沖高壓沖擊，同時(shí)EMC電磁兼容和EMI電磁干擾得到解決；在采用高頻電流直接驅(qū)動(dòng)金鹵燈電弧管的情況下使得顯色指數(shù)提高7-8%，并且有效克服了金鹵燈工作時(shí)的聲振蕩，使得小功率(例如功率在20-150W)金鹵燈能夠小型緊湊和一體化，并且大大降低成本，如70W以上功率每1000流明的制作成本十分接近白熾燈，是目前節(jié)能光源中性價(jià)比最佳的產(chǎn)品，這樣使得例如20-35W功率有可能進(jìn)入家庭消費(fèi)，50-150W功率更方便商業(yè)化應(yīng)用和工業(yè)照明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的HID電子鎮(zhèn)流器框圖。
[0016]圖2是反映圖1構(gòu)思的實(shí)際電路組成原理圖。
[0017]圖3是另一個(gè)反映圖1構(gòu)思的實(shí)際電路組成原理圖。 [0018]圖4是反映電弧管熱態(tài)延時(shí)啟動(dòng)及長效保護(hù)電路的實(shí)際電路原理圖。
[0019]圖5和圖6是采用本發(fā)明的將HID電子鎮(zhèn)流器用于制作一體化緊湊型金鹵燈的部件裝配結(jié)構(gòu)及電子整燈的示意圖。
[0020]圖7和圖8是采用本發(fā)明的HID電子鎮(zhèn)流器制作的另一款一體化緊湊型金鹵燈的部件裝配結(jié)構(gòu)及電子整燈的示意圖。
[0021]圖中標(biāo)號(hào):1為高壓氣體放電燈，1-1為CCFL燈管，2為泡殼，3為設(shè)置在上蓋內(nèi)的電子鎮(zhèn)流器PCB板，4為燈管陶瓷插座，5為隔熱層，6為上蓋，7為下蓋，7-1下蓋與泡殼口塑件圈連接的外螺牙，8為燈頭，9為粘接泡殼口塑件圈，9-1為與泡殼塑件圈與下蓋連接的。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將參照圖1的框圖和圖2的實(shí)際電路組成原理圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。其中為了說明的方便采用了縮寫來表示本專業(yè)中公知的術(shù)語和概念(例如HID表示高壓氣體放電燈1，而金鹵燈屬于HID燈的代表產(chǎn)品)。在具體電路的構(gòu)成上，對照在先中國專利申請“HID電子鎮(zhèn)流器及其構(gòu)成的照明裝置”(申請?zhí)?201210347237.8，申請日:2012年9月18日)中的圖4，能夠更直觀地明了本申請的電路改進(jìn)。
[0023]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的HID電子鎮(zhèn)流器框圖，其中驅(qū)動(dòng)電路的前級(jí)接市電輸入，把220/110V的工頻交流AC輸入到本發(fā)明的HID電子鎮(zhèn)流器。如上述在先申請中相同的方式，通過EMI濾波及整流電路來抑制/濾除由電路產(chǎn)生的電傳導(dǎo)磁干擾EMC對工頻電源的干擾信號(hào)，并且把輸入的市電工頻交流AC整流轉(zhuǎn)換為直流DC。其中的功率因數(shù)校正電路，采用有源APFC或者無源PFC方式對線路功率因數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并且利用大容量電解電容器對整流后的紋波直流濾波。在所述功率因數(shù)校正電路采用無源PFC的情況下，采用兩只通過二極管串接的大容量電解電容器的儲(chǔ)能作用把該儲(chǔ)能電容的端電壓穩(wěn)定在與市電工頻交流相當(dāng)約230Vdc左右的高壓。而在所述功率因數(shù)校正電路采用有源APFC的情況下，儲(chǔ)能電容一般直接采用一只耐壓450 VD。大容量電解電容器，其端電壓也提升至例如350-400Vd。。通常來說，當(dāng)作為負(fù)載的HID燈的功率小于100W時(shí)，可以不考慮采用APFCjS當(dāng)著作為負(fù)載的HID燈的功率150W或大于150W以上時(shí)，就有必要采用APFC。
[0024]驅(qū)動(dòng)電路還包括開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路和功率驅(qū)動(dòng)電路，開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路在電源開啟后被觸發(fā)啟動(dòng)電路觸發(fā)啟動(dòng)，如圖2所示的磁環(huán)變壓器原邊(初級(jí))與兩個(gè)副邊(次級(jí))的匝數(shù)比為反匝比，即原邊數(shù)量少于副邊，其匝數(shù)的比例為1:1.1-3.5 ;次級(jí)匝數(shù)多于初級(jí)，以保證加載在開關(guān)管基級(jí)上的驅(qū)動(dòng)電流(雙極型三極管為電流驅(qū)動(dòng)型)有一個(gè)最佳電壓(如2~3V左右)和開關(guān)管的工作頻率維持在If 27.5KHz之間(磁環(huán)匝比是決定開關(guān)管工作頻率的主要因素，采用反匝比頻率一般都落在30KHz以下)。功率驅(qū)動(dòng)電路接收所述開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，如圖2所示的在采用磁環(huán)變壓器作為開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的情況下，該功率驅(qū)動(dòng)電路采用一對或兩組(多只同型號(hào)三極管并聯(lián)為一組)三極管配合磁環(huán)變壓器及自身外圍電路產(chǎn)生自激振蕩，自激振蕩頻率由開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路、功率驅(qū)動(dòng)電路以及負(fù)載電路(即高壓氣體放電燈I)所設(shè)計(jì)選取的元器件參數(shù)牽制協(xié)同確定。功率驅(qū)動(dòng)電路可采用一對或兩組(多只同型號(hào)三極管并聯(lián)為一組)雙極型大功率晶體開關(guān)管作為有源支路的兩臂受驅(qū)動(dòng)電路信號(hào)控制交替地導(dǎo)通和截止，并且在兩只串接的較大容量隔直電容作為無源支路的兩臂，形成類似橋式電路效果，對負(fù)載電路的電弧管輸出穩(wěn)定的高頻電流。
[0025]例如金鹵燈的高壓電弧放電燈(HID)作為負(fù)載電路，接收來自驅(qū)動(dòng)電路的功率驅(qū)動(dòng)電路的功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為高頻工作電流信號(hào)，并輸出一個(gè)指示信號(hào)。本實(shí)施例中考慮該負(fù)載電路是一個(gè)小功率的HID燈，例如功率在20W到150W(通常本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中將150W以下都是稱為小功率)的金鹵燈。另配置一啞負(fù)載，例如一只跳泡或小體積、低功率(例如3W左右)的CCFL冷陰極燈管(如圖2所示，本實(shí)施例中采用的是一只CCFL冷陰極燈管)。負(fù)載電路的另一個(gè)功能是在前級(jí)電路的影響下產(chǎn)生自身的LC振動(dòng)，其LC振動(dòng)頻率影響前級(jí)電路的振蕩和工作頻率，但其LC振蕩頻率不同于前級(jí)電路的振蕩和工作頻率，形成固定的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
[0026]主保護(hù)電路，施行優(yōu)先觸發(fā)電弧管與瞬態(tài)保護(hù)，由一只微型繼電器Jl或兩只微型繼電器Jl、J2以及12V直流繼電器工作電源組成，與扼流電感Tla和次級(jí)繞組Tlb構(gòu)成的變壓器及作為啞負(fù)載的CCFL冷陰極燈管變壓器第二次級(jí)繞組T2c的配合，擔(dān)負(fù)在負(fù)載電路和啞負(fù)載間優(yōu)選觸發(fā)HID電弧管及瞬態(tài)保護(hù)的功能。這一部分是本發(fā)明的核心部分，在功能上，首先是控制主電路的功率驅(qū)動(dòng)電路對負(fù)載電路的輸出的高頻高壓大電流優(yōu)選諧振啟動(dòng)觸發(fā)負(fù)載電路的負(fù)載金鹵燈電弧管兩端電極間擊穿拉弧點(diǎn)火，只有當(dāng)負(fù)載電弧管未能順利點(diǎn)火啟動(dòng)的情況下，才瞬態(tài)切換到啞負(fù)載釋放部分諧振能量，并且?guī)缀跬瑫r(shí)切斷驅(qū)動(dòng)電路的市電工頻電源，保護(hù)驅(qū)動(dòng)電路同時(shí)把大部分余下的諧振產(chǎn)生的高能量釋放在作為負(fù)載電路的電弧管的兩端，激活電弧管兩端電極及腔體內(nèi)的氣體。完畢之后再次接通市電，開始二次重新諧振啟動(dòng)。這一切換過程可以重復(fù)多次，直至負(fù)載金鹵燈被正常啟動(dòng)點(diǎn)火工作為止。一般情況下，延時(shí)重啟電路(在“延時(shí)鎖定電路”的作用下一其工作原理在下述結(jié)合圖3原理圖說明時(shí)介紹)不動(dòng)作，市電一接通負(fù)載電弧管就會(huì)順利啟動(dòng)點(diǎn)火。但金鹵燈作為HID燈，其工作參數(shù)造成啟動(dòng)的隨意性、隨機(jī)性大，性能特點(diǎn)與普通節(jié)能燈完全的穩(wěn)定、均同特性有著顯著的不同。節(jié)能燈通常可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定均同的可靠的啟動(dòng)和工作，而作為HID燈的金鹵燈在啟動(dòng)點(diǎn)火到穩(wěn)定工作的過程的離散、多樣性方面突變上是隨機(jī)多變的。正是針對HID燈在啟動(dòng)點(diǎn)火方面的這種隨機(jī)多變性，本發(fā)明的延時(shí)重啟電路實(shí)施了優(yōu)先觸發(fā)電弧管與瞬態(tài)保護(hù)功能，從而能夠保證作為HID燈的金鹵燈每次都能順利啟動(dòng)點(diǎn)火，并且對于燃點(diǎn)壽命幾乎終結(jié)的電弧管可輔助點(diǎn)火啟動(dòng)，從而延長金鹵燈的使用壽命的期限。
[0027]在實(shí)際電路的構(gòu)成上，延時(shí)重啟電路可由一只雙位比較器、兩只MOS管為主器件組成，擔(dān)負(fù)著負(fù)載電路的電弧管熱態(tài)情況下的延時(shí)冷卻。具體的控制方法是利用并聯(lián)在主電路I開關(guān)下管Q2be間擔(dān)任伺候器的的MOS管QOO完全導(dǎo)通，等于Q2b接地?zé)o法觸發(fā)啟動(dòng)，然后MOS管QOO釋放對開關(guān)管下管基極的接地控制，開關(guān)管下管Q2再次被觸發(fā)，線路重新啟動(dòng)；延時(shí)時(shí)間優(yōu)選為5?12分鐘，5?12分鐘后的啟動(dòng)還未成功，將周而復(fù)始的繼續(xù)，直到線路故障的排除，因此，也有長效保護(hù)的意義。[0028]延時(shí)重啟電路是在切斷市電的瞬態(tài)開始工作，主保護(hù)電路與延時(shí)重啟電路之間可以形成兩種協(xié)同功能:一種是在電弧管冷態(tài)啟動(dòng)多次未能順利點(diǎn)火的情況下，延時(shí)重啟電路延時(shí)電路有部分充電，又因電源切斷而開始工作，這會(huì)協(xié)同(控制)主保護(hù)電路短暫延時(shí)幾秒到十幾秒鐘，再恢復(fù)主保護(hù)電路的工作；這非常有利用主驅(qū)動(dòng)線路器件在負(fù)載電弧管隨機(jī)性發(fā)生，啟動(dòng)性能突然變差的情況下，多次諧振啟動(dòng)未能成功，元器件蓄能或過熱的釋放與冷卻，便于準(zhǔn)備二次工作；另一種協(xié)同功能是在HID電弧管熱態(tài)延時(shí)時(shí)間快要結(jié)束之前，即延時(shí)重啟電路對驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)管下管基極接地到了控制末時(shí)的釋放，因?yàn)橹黩?qū)動(dòng)電路啟動(dòng)工作的觸發(fā)二極管DB3 —直處于擊穿導(dǎo)通狀態(tài)，主電路I被上述延時(shí)重啟電路的釋放而觸發(fā)產(chǎn)生對負(fù)載電路一個(gè)驅(qū)動(dòng)電流，此時(shí)，如果負(fù)載電弧管是接近壽終完全不好啟動(dòng)點(diǎn)火的情況，在主保護(hù)電路的控制下負(fù)載電弧管與作為啞負(fù)載的CCFL都會(huì)被觸發(fā)啟動(dòng)一次，由于電弧管啟動(dòng)失敗，主保護(hù)電路同時(shí)切斷了市電，延時(shí)重啟電路由于剛剛啟動(dòng)短時(shí)充電，又被主保護(hù)電路切斷電源開始繼續(xù)延時(shí)幾秒到十幾秒鐘；這種啟動(dòng)觸發(fā)也是周而復(fù)始的，一般在八次以內(nèi)就能夠保證不同老化程度的電弧管的啟動(dòng)點(diǎn)火，因?yàn)槊恳淮螁?dòng)都對電弧管進(jìn)行了一次比較充分的激活，所以，本發(fā)明的技術(shù)方案有助于延長電弧管的使用壽命O
[0029]上述所謂優(yōu)選觸發(fā)HID電弧管的實(shí)質(zhì)含義是將HID電弧管啟動(dòng)點(diǎn)火視為正常，而當(dāng)電弧管不能啟動(dòng)線路即保護(hù)；所以，主保護(hù)電路歸結(jié)是接收所述負(fù)載電路輸出的工作狀態(tài)指示信號(hào)，并當(dāng)所述的指示信號(hào)指示所述的負(fù)載電路工作異常時(shí)，輸出保護(hù)信號(hào)來停止所述驅(qū)動(dòng)電路I的工作，然后延時(shí)重啟電路工作。
[0030]下面結(jié)合附圖2示出的電路原理圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的工作原理。因?yàn)樵趫D2中與圖1所示驅(qū)動(dòng)主電路的市電輸入及EMI濾波及整流電路和功率因數(shù)校正電路3相對應(yīng)的具體線路并無改變而與已有技術(shù)相同，為避免贅述在附圖2上未示出。如圖2所示，功率因數(shù)校正電路由大容量電解電容C2、C3與二極管DfDll擔(dān)任，雖然在節(jié)能燈電子鎮(zhèn)流器中這種逐流式功率因數(shù)調(diào)整一般PF值只能夠達(dá)到0.95以下，波峰比高達(dá)1.8以上，而且逐流電路由于輸出電壓低還不太適合需要調(diào)整功率因數(shù)的大功率節(jié)能燈的高管壓工作；但在本發(fā)明中用于金鹵燈，負(fù)載金鹵燈比較大功率節(jié)能燈燈管是低管壓、大電流工作，逐流電路反應(yīng)出的特性也發(fā)生了變化，一般PF值都可以達(dá)到0.95以上，尤其波峰比大大下降，隨金鹵燈負(fù)載功率的增大可以調(diào)整到1.7以下，如70W電弧管僅僅為1.65左右；可以理解的是這種變化完全是負(fù)載電弧管工作管壓與管流的大比例變化帶來的；而且十分可喜的是中國人發(fā)明的這種簡易、便宜、小體積、高可靠的功率因數(shù)調(diào)整電路在節(jié)能燈電子鎮(zhèn)流器線路中沒有得到充分普及應(yīng)用，今天在本發(fā)明的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器中可以大大施展，完全可以滿足輸入功率100W左右的電子整燈。圖2電路中包括有一個(gè)電源觸發(fā)啟動(dòng)電路，由電阻Rl、R2、電容Cl、二極管D5和相鄰近的雙向觸發(fā)二極管DB3組成；調(diào)整電阻R1、R2、電容Cl的參數(shù)，即RC的時(shí)間常數(shù)可以改變在電源接通之后的驅(qū)動(dòng)電路的啟動(dòng)速度(I μ s?10 μ s之間)，以便于前級(jí)整流電路或者功率因數(shù)校正電路對后級(jí)電路其他儲(chǔ)能元件，尤其逐流濾波電路的兩只大容量電解電容充分充電儲(chǔ)能。三極管開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包括:磁環(huán)變壓器Ν1、Ν2、Ν3，三極管Ql、Q2及三極管集電極c和發(fā)射極e電阻R3、R4、R5、R6，二極管D6和D7 ;功率驅(qū)動(dòng)電路包括:三極管Ql、Q2及三極管集電極c和發(fā)射極e的外圍電路、扼流電感Tla、諧振電容C6以及隔直電容器C4、C5 ;負(fù)載電路2包括:負(fù)載金鹵燈和與負(fù)載金鹵燈并聯(lián)的諧振電容、啞負(fù)載CCFL燈管1-1和驅(qū)動(dòng)啞負(fù)載高壓工作的變壓器T2及與CCFL燈管1_1并聯(lián)在T2第一次級(jí)T2b的諧振電容C7 ；(優(yōu)先觸發(fā)電弧管與瞬態(tài))主保護(hù)電路3包括:前衛(wèi)保護(hù)系統(tǒng)(主保護(hù)電路a.b.模式相同)，由扼流電感次級(jí)Tib、繼電器Jl及控制電阻Ra、繼電器Jl工作電源12VDC充電濾波電解電容Ca和穩(wěn)壓二極管Db以及跳泡或CCFL燈管1_1構(gòu)成；后衛(wèi)保護(hù)系統(tǒng)(主保護(hù)電路b.模式獨(dú)有)，由CCFL燈管1-1工作變壓器第二次級(jí)T2c、繼電器J2及控制電阻Rb、繼電器J2工作電源12VDC濾波電解電容Cb和穩(wěn)壓二極管Dd構(gòu)成；電弧管熱態(tài)延時(shí)啟動(dòng)及長效延時(shí)重啟電路4,如圖4所示,包括:過流主保護(hù)電路，由比較器CompA、同相端通過電阻Rl、R2、延時(shí)電容Cl、取樣比較電阻R14、R3構(gòu)成；延時(shí)鎖定電路，由比較器CompB、分壓正反饋電阻R4、R5、反相端延時(shí)電容C2、充電限流電阻Rll以及充電門控MOS管QO和反向截止二極管D1、泄放二極管ZO構(gòu)成；反相輸出鉗位電路，由比較器CompC、分壓電阻R6、R7、上拉電阻R9、鉗位二極管D2、控制輸出MOS管QOO和QOO柵極限流電阻RlO構(gòu)成；下面結(jié)合圖1原理框圖說明圖2所示電路的工作過程。在電路電源接通而輸入市電通電之后，Udc+通過R1、R2對串聯(lián)接地的Cl充電(同時(shí)也對電路其他儲(chǔ)能元件充電)，當(dāng)Cl兩端電壓達(dá)到>+32V時(shí)，與Cl+相接的雙向觸發(fā)二極管DB3被擊穿，給三極管Q2的基極b —個(gè)觸發(fā)電流，Q2啟動(dòng)集電極c與發(fā)射極e之間導(dǎo)通(即Q2ce之間導(dǎo)通)，這時(shí)逐流濾波電路的兩只大容量電解電容器C2、C3和隔直電容C4、C5都已經(jīng)充分充電，Q2ce之間的導(dǎo)通，等于給C5+對地放電提供了一個(gè)通道:即從負(fù)載電路2的負(fù)載HID電弧管及和電弧管并聯(lián)的諧振電容經(jīng)扼流電感Tla、磁環(huán)變壓器原邊N3、三極管Q2集電極c到發(fā)射極e、發(fā)射極電阻R6到地。C5是較大容量的電容，產(chǎn)生大的放電電流，對負(fù)載電路2的金鹵燈電弧管兩端電極有一個(gè)很強(qiáng)的激活作用的同時(shí)觸發(fā)并聯(lián)在電弧管兩端諧振電容C6諧振引起負(fù)載電路的LC振蕩；也許這一次LC諧振振蕩，作為負(fù)載的電弧管的電極兩端能夠擊穿導(dǎo)通點(diǎn)火，也許不能，但為下一半周三極管Ql導(dǎo)通輸出高頻高壓電流一次性擊穿電弧管提供了非常有利的條件。隨著Q2導(dǎo)通、C5放電流經(jīng)磁環(huán)變壓器原邊N3的電流，使得與三極管Q2基極b相接的副邊N2感應(yīng)出一個(gè)上負(fù)下正的信號(hào)，并且在基極加速電路D12、C9的輔助下驅(qū)使三極管Q2快速截止；同時(shí)使得與三極管Ql基極b相接的副邊NI感應(yīng)出一個(gè)上正下負(fù)的信號(hào)，并且在基極加速電路D13、C8的輔助下驅(qū)使Ql快速導(dǎo)通。三極管Ql與Q2上下串接，在三極管Ql呈導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，三極管Q2則呈截止?fàn)顟B(tài)；反之，在三極管Q2呈導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，三極管Ql則呈截止?fàn)顟B(tài)，即三極管Q2與Ql實(shí)現(xiàn)高速輪回截止與導(dǎo)通，其瞬態(tài)的諧振頻率可高達(dá)60KHz以上。如此的高頻高壓大電流在三極管Q2與Ql高速輪回截止與導(dǎo)通的每一個(gè)輪回都施加在負(fù)載，不斷提高增加負(fù)載電路LC諧振振蕩的能量，在主驅(qū)動(dòng)電路I接通市電到負(fù)載電弧管正常情況下就在一剎拉間必然擊穿點(diǎn)火，但上述三極管Q2與Ql高速輪回截止與導(dǎo)通可能進(jìn)行了幾千次，這也是分立元件諧振反復(fù)積聚累計(jì)能量啟動(dòng)擊穿氣體放電燈的特性；這種特性雖然非常不適合節(jié)能燈，節(jié)能燈在一次開關(guān)啟動(dòng)陰極濺射損失的電子粉能供正常燃點(diǎn)幾個(gè)小時(shí)，但對金鹵燈燒結(jié)電極來說又非常適宜，一次通電諧振啟動(dòng)只是等于在刷新電極表面而已，而且每次刷新就是一次有效激活電極的電子發(fā)射功能；由于多次來回諧振電弧管未能擊穿點(diǎn)火，使得累計(jì)在負(fù)載扼流電感Tla兩端的電壓快速上升，當(dāng)接近正常值的一倍左右時(shí)，Tla副邊Tlb兩端感應(yīng)出高達(dá)約15VAC，經(jīng)過整流二極管Da整流給繼電器Jl的控制電阻Ra降壓給繼電器Jl工作電容Ca充電并經(jīng)過二極管Db穩(wěn)壓后的電壓、電流值達(dá)到繼電器Jl門控閥值，Jl動(dòng)作，常開鍵Jlb吸合、常閉鍵Jla脫開；在這一吸一脫維持片刻的時(shí)長內(nèi)(時(shí)長由充電工作電容的容量所決定，容量越大維持時(shí)長越大)；啞負(fù)載CCFL燈管1-1由于其驅(qū)動(dòng)變壓器原邊T2a直接與負(fù)載并聯(lián)后直接接在主電路輸出端的兩端，而且由于負(fù)載的核心部件電弧管并未導(dǎo)通，無法傳輸電極兩端間的高頻高壓電流，更不可能釋放這如此高的能量；如是均暫時(shí)由跳泡直接導(dǎo)通釋放或CCFL變壓器原邊T2a承接，并且迅速將高能量感應(yīng)給變壓器副邊T2b，啟動(dòng)點(diǎn)亮并聯(lián)在T2b的CCFL燈管1-1釋放部分能量，讓主電路不至于崩潰燒毀；接跳泡時(shí)繼電器Jl的常閉鍵與常開鍵是輪流工作，即常閉是負(fù)載金鹵燈、常開是啞負(fù)載跳泡，輪流切換的結(jié)果只有一條負(fù)載必然啟動(dòng)點(diǎn)火(即模式a.);模式b.是CCFL變壓器還設(shè)計(jì)有另外一個(gè)次級(jí)T2c，T2c的設(shè)計(jì)功能特點(diǎn)是只要CCFL這個(gè)子系統(tǒng)工作，它就控制接在市電輸入端的繼電器J2瞬態(tài)關(guān)斷交流電源一次；其控制方法很簡單CCFL變壓器第二次級(jí)T2b設(shè)計(jì)電壓只要變壓器工作即高于15VAC，15VAC的交流電壓經(jīng)過整流二極管Dc整流、線路控制降壓電阻Rb輸送給繼電器J2工作充電電容Cb、穩(wěn)壓二極管Dd之后繼電器J2立即動(dòng)作脫開接在市電的常閉鍵，制造主線路瞬時(shí)斷電；在斷電的這關(guān)鍵一刻，繼電器常開鍵Jlb因主線路斷電、主驅(qū)動(dòng)線路停止工作、CCFL變壓器也跟隨停止而恢復(fù)脫開狀態(tài)；由于啞負(fù)載CCFL系統(tǒng)脫開，此次諧振形成并聚集在線路儲(chǔ)能器件的高能量全部集中釋放給始終接在負(fù)載電路2的負(fù)載電弧管，此時(shí)肉眼可見CCFL燈管1-1熄滅時(shí)電弧管被打出殷殷的藍(lán)光并且充盈在整個(gè)電弧腔體；CCFL系統(tǒng)脫開主線路和主線路的停電，CCFL變壓器T2c對繼電器J2也停止供電，J2常閉鍵恢復(fù)吸合狀態(tài)，線路重新啟動(dòng)，開始第二輪的諧振啟動(dòng)負(fù)載點(diǎn)火導(dǎo)通，周而復(fù)始只優(yōu)先負(fù)載金鹵燈電弧管點(diǎn)火導(dǎo)通；一般情況下，電弧管一次就點(diǎn)火導(dǎo)通了，最多也幾個(gè)來回；因此，這種對電弧管的啟動(dòng)點(diǎn)火，可以滿足各種各樣特性金鹵燈電弧管的點(diǎn)火啟動(dòng)，尤其對已經(jīng)燃點(diǎn)老化，啟動(dòng)性能差的電弧管可以延長使用壽命。啟動(dòng)諧振階段的延時(shí)控制由延時(shí)重啟電路4的“延時(shí)鎖定電路”決定。
[0031]下面結(jié)合圖3來詳細(xì)說明延時(shí)重啟電路工作流程的原理(并且分別用“T”表示線路正常工作階段，“Tl ”表示正常諧振階段，“T2”表示熱態(tài)或異常延時(shí)階段):啟動(dòng)諧振階段(T〈T1)，延時(shí)重啟電路4通過電阻Rl從主驅(qū)動(dòng)電路I的VDD(+)通過降壓電阻(因?yàn)樵谟性碅PFC電路時(shí)與電源調(diào)整電路的IC共一個(gè)12VDC電源或直接從直流高壓VDD接電阻降壓而來，圖未示出)輸入一個(gè)直流電壓，C點(diǎn)迅速升為6.6V左右。由于反相端接有電容Cl且門控管QO斷開未給其充電，故比較器CompA輸出為正，并迅速把比較器同相輸入端(A點(diǎn))拉至13V。門控管QO打開，C點(diǎn)迅速充電并穩(wěn)定在9V左右(由于門控管QO有傳輸壓降，二極管Dl也有一定導(dǎo)通壓降，故C點(diǎn)最高電壓不會(huì)升至10V)，該階段比較器輸出始終為正，保證正常點(diǎn)燈。
[0032]正常工作階段(ΤΧT1)，由于諧振停止Vin迅速變?yōu)榈碗娢?0V左右)，A點(diǎn)緩慢下降至3V，比較器繼續(xù)輸出高電平，不影響燈的正常工作。
[0033]異常啟動(dòng)階段(T1〈T〈T2)，由于燈管未正常啟動(dòng)，繼續(xù)保持諧振狀態(tài)，在很短的時(shí)間內(nèi)前級(jí)輸入低電平，A點(diǎn)由于分壓即刻降至6.4V左右，比較器CompA輸出為負(fù)，門控管QO關(guān)閉，Cl通過泄放電阻R6緩慢對地放電；同時(shí)由于比較器CompA輸出為負(fù)，比較器CompB輸入端(+)電阻R7、R8為同相輸入端提Vcc/2的參考電平(6.5V),高于CompA的輸出電位，CompB對門控管QOO輸出一個(gè)高電平，QOO導(dǎo)通，將主電路I的開關(guān)管下管的基極b接地，主電路I諧振停止，并持續(xù)穩(wěn)定一段時(shí)間(本發(fā)明技術(shù)選選為71分鐘);7~8分鐘后Cl通過泄放電阻R6對地緩慢放電低于6.6V，比較器CompA重新輸出高電平，同相端輸入端拉至13V，門控管QO打開，Cl充電；與此同時(shí)比較器CompB因?yàn)镃ompA重新輸出高電平，自身輸出則為低電平，使得QOO截止松開對主電路開關(guān)管下管Q2基極b的接地，下管Q2重新被DB3觸發(fā)導(dǎo)通工作、開始新的一次點(diǎn)燈諧振啟動(dòng)。
[0034]圖3所示與圖2的區(qū)別是圖3只采用了一只繼電器Jl與啞負(fù)載所采用的跳泡結(jié)合，滿足主保護(hù)電路的a模式；其電路接線原理是把僅有的一只繼電器Jl的常閉鍵和常開鍵都利用起來，常閉鍵接負(fù)載、常開鍵接啞負(fù)載；這樣常開鍵就受常閉鍵的控制，負(fù)載正常工作，即常閉鍵盤正常導(dǎo)通，常開鍵不可能動(dòng)作；只有負(fù)載未能正常啟動(dòng)點(diǎn)火的情況下，接在負(fù)載扼流電感(增加次級(jí)后為變壓器Tl)兩端電壓上升，次級(jí)Tlb感應(yīng)電壓接近15VAC，繼電器Jl工作電路才能夠得到12VDC的起控電壓，使得常閉鍵脫開，常開鍵導(dǎo)通跳泡起輝放電；常閉鍵脫開扼流電感與驅(qū)動(dòng)電路I開路，線路停止振蕩工作，繼電器Jl因?yàn)槭ル娫闯ｉ]鍵自然合上，線路重新起振；這種來來回回3飛次，負(fù)載金鹵燈電弧管必然被擊穿點(diǎn)火；圖3.的設(shè)計(jì)主要優(yōu)點(diǎn)是省去了一只繼電器、一只變壓器T2，并且改CCFL燈管1-1為跳泡，線路器件更少，而且跳泡便于直接安裝在線路的PCB板3上，可以滿足小功率，如20W陶瓷電弧管制作的一體化緊湊型泡燈，供家庭使用。金鹵燈電弧管啟動(dòng)點(diǎn)火之后，便進(jìn)入正常燃點(diǎn)的過程:
電極兩端建立起穩(wěn)定的電弧，開始管壓很低，僅僅2(T30V，管流很大，是正常工作的
1.3倍左右；大電流的出現(xiàn)致使電弧管腔體內(nèi)被迅速加溫，汞蒸氣壓快速上升管壓上升，電流逐漸回到正常工作值，廣3分鐘進(jìn)入穩(wěn)定工作。在進(jìn)入穩(wěn)定工作前約15秒鐘左右，由于高溫下金鹵循環(huán)氣體的一次性從固體到氣化，再到充分氣化有一個(gè)極短暫的均化過程，在接近電弧管標(biāo)稱功率時(shí)一般電弧會(huì)發(fā)生微微抖動(dòng)，也可以看到電弧管發(fā)出的可見光的輕微閃爍。這是本申請?jiān)O(shè)計(jì)線路所能夠見到的“聲振蕩”現(xiàn)象之一，這種情況業(yè)界認(rèn)定是正常的。
[0035]在通常的情況下，如果按照本申請?jiān)O(shè)計(jì)的同一批鎮(zhèn)流器配取同一質(zhì)量的同一批次電弧管，則大部分(例如大于70%以上)的鎮(zhèn)流器與作為負(fù)載的HID燈電弧管匹配很好，工作穩(wěn)定。對于可能出現(xiàn)的少量(通常小于30%)情況在燃點(diǎn)半個(gè)小時(shí)左右之后產(chǎn)生上述的“聲振蕩”現(xiàn)象，甚至在簡單的線路調(diào)整也無法使之穩(wěn)定的情況下，則可以采用提高輸入功率的方法來解決，例如將輸入的功率提高到約為電弧管標(biāo)稱功率的135%左右，此時(shí)將立即使得上述的“聲振蕩”現(xiàn)象消失。例如對于70W的HID燈的電弧管來說，可以將輸入功率設(shè)計(jì)到70WX135%=94.5W，這時(shí)的電弧管便即刻進(jìn)入穩(wěn)定工作。究其原因，一是電弧管制作過程中給入的金鹵丸份量超標(biāo)，造成在額定功率下金鹵物質(zhì)無法充分均化，即金鹵循環(huán)不良；二是電弧管內(nèi)腔設(shè)計(jì)不規(guī)范，尤其是石英制作的電弧管，會(huì)出現(xiàn)有外模沒有內(nèi)模的情況，由于內(nèi)腔是靠高壓風(fēng)吹起來的，因此金鹵循環(huán)不良；三是外封泡殼2真空度不高或者漏氣，外保溫不好造成電弧管工作溫度太低，金鹵循環(huán)不良?？傊驹蚨际墙瘥u循環(huán)不良，增加輸入功率，也就是說提高了導(dǎo)入電弧管腔體的加熱電流，迫使金鹵循環(huán)改良，消除“聲振蕩”。同時(shí)增加35%左右的輸入功率對任何一支電弧管都能夠同步提高光通輸出及顯色指數(shù)；而且傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器和市面是流行的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)也是提高了 20%左右的輸入功率，本實(shí)施例中為克服目前電弧管及金鹵燈設(shè)計(jì)制作參數(shù)的參差不齊，建議可將非專項(xiàng)供應(yīng)的鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)輸入功率在傳統(tǒng)20%的基礎(chǔ)上提高約12.5%左右，這也提供了一種達(dá)到好的性價(jià)比的選擇。
[0036]更進(jìn)一步來說，不同設(shè)計(jì)、不同廠家、不同型號(hào)規(guī)格、不同功率、不同批次的金鹵燈電弧管與高頻電流直接驅(qū)動(dòng)的匹配性能差異很大；舉例來說，如a.橄欖形陶瓷或b.球形石英電弧管與c.正柱形陶瓷電弧管比較，橄欖形、球形就比較容易匹配，很少出現(xiàn)聲振蕩的現(xiàn)象，而正柱形則容易產(chǎn)生，一塊明明能夠正常驅(qū)動(dòng)橄欖形a.球形b.電弧管的電子板，驅(qū)動(dòng)后者正柱形c.會(huì)發(fā)生較嚴(yán)重的聲振蕩:電弧管c.發(fā)出較大的聲響。在這種情況下則必須調(diào)整改變電子板的原有工作頻率，在此之前也曾經(jīng)采用加大導(dǎo)入燈功率的辦法但不能夠奏效；因此，分析廣義聲振蕩的第二階段，即狹義聲振蕩產(chǎn)生的原因是與導(dǎo)入電弧管的高頻電流一對一的直接關(guān)系；但根據(jù)調(diào)整改變電子板頻率即可有效克服的現(xiàn)象，認(rèn)為這種聲振蕩也只是某一款電弧管在某一高頻頻段會(huì)出現(xiàn)聲振蕩；更準(zhǔn)確的判斷應(yīng)該是某些電弧管高頻驅(qū)動(dòng)匹配容易是因?yàn)榕浜系念l段比較寬，而且某些電弧管適應(yīng)高頻驅(qū)動(dòng)的頻段比較窄；總體來說，本發(fā)明選擇If 27.5KHz的高頻驅(qū)動(dòng)頻段，還沒有遇到不能克服狹義聲振蕩。
[0037]體現(xiàn)本發(fā)明圖1構(gòu)思的圖2和圖3的電路在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)測數(shù)據(jù)反映出良好的發(fā)明效果。為了清楚起見，測試性能及比較分析，還以飛利浦上述型號(hào)的鎮(zhèn)流器測試飛利浦型號(hào)MASTER/CDM-TC/70W/830的陶瓷金鹵燈12只的平均值比較6個(gè)關(guān)鍵參數(shù):
1.相關(guān)色溫:飛利浦2980.2K 本發(fā)明2979.5K
2.顯色指數(shù):飛利浦Ra83.1 本發(fā)明Ra86.68
3.光效:飛利浦89.541m/ff本發(fā)明90.131m/ff
4.功率:飛利浦79W本發(fā)明83.5W
5.光通:飛利浦70741m 本發(fā)明75261m
6.功率因數(shù):飛利浦PF0.987 本發(fā)明PF0.953
從上述6項(xiàng)關(guān)鍵光電參數(shù)指標(biāo)的比較數(shù)據(jù)可見，本發(fā)明技術(shù)方案制作的金鹵燈有5項(xiàng)領(lǐng)先飛利浦上述型號(hào)對應(yīng)產(chǎn)品。其原因是本發(fā)明技術(shù)是采用高頻驅(qū)動(dòng)，所以顯色指數(shù)明顯高過世界品牌公司。光效高主要是本發(fā)明采用中國人發(fā)明的逐流功率因數(shù)調(diào)整電路，除電路本身無功率耗損之外，而且總線直流輸出VDD與電源電壓交流相當(dāng)，電弧管工作管壓低，僅僅90V左右，因此線路損耗自然低一些；唯獨(dú)是功率因數(shù)PF值本發(fā)明采用的逐流電路是比較飛利浦采用的有源電路低一些，飛利浦在鎮(zhèn)流器上標(biāo)稱PF只是0.95，有源電路其實(shí)可以調(diào)整到0.998~0.999，但PF要達(dá)到0.998以上總線路直流要調(diào)整到380V左右，解析飛利浦也考慮線路濾波電解電容用的是350V標(biāo)稱的，應(yīng)該是平衡考慮線路損耗問題，降低了總線輸出的設(shè)計(jì)電壓。
[0038]參見上述比較參數(shù)，其中除了給出相應(yīng)的電學(xué)參數(shù)測試數(shù)據(jù)之外，還同時(shí)給出了光學(xué)參數(shù)測試數(shù)據(jù)。本專業(yè)人員可以理解，這些參數(shù)完全滿足國標(biāo)給出的照明要求，對此本申請不作贅述。
[0039] 本發(fā)明的HID電子鎮(zhèn)流器線路簡單，僅使數(shù)量很少(例如標(biāo)稱功率24W以下線路僅一只)、體積很小的磁環(huán)變壓器和一只正常體積的電感部件即可實(shí)現(xiàn)HID電弧管的啟動(dòng)。以圖3所示實(shí)施例來說，在標(biāo)稱功率24W以下線路僅用了一只小的磁環(huán)變壓器，即提供線圈N1~N3，其直徑約9mm，厚度約5mm，和一只EE19~EE22電感就能夠?qū)崿F(xiàn)20W的HID電弧管使用的電子鎮(zhèn)流器的制作，其磁環(huán)變壓器和一只EE191E22電感的體積和節(jié)能燈設(shè)計(jì)中使用的磁芯尺寸幾乎相同；。如果從線路設(shè)計(jì)所用器件的數(shù)量和種類上考慮，本發(fā)明技術(shù)方案的電子鎮(zhèn)流器與節(jié)能燈的區(qū)別可以認(rèn)為幾乎只在于增加部分僅僅一只微型繼電器、一只跳泡和少數(shù)延時(shí)保護(hù)重啟的電子元器件；比較已有技術(shù)中采用的電感和變壓器制作的HID電子鎮(zhèn)流器相比，體積和重量大大降低，尤其70W以上功率匹配石英金鹵燈每1000流明的成本與普通白熾燈幾乎等價(jià)，可以成為現(xiàn)有技術(shù)中節(jié)能光源性價(jià)比最優(yōu)秀的產(chǎn)品。
[0040]加之本發(fā)明避免了對PCB板3上的元器件的脈沖高壓沖擊和EMC和EMI電磁干擾、并且有效克服了金鹵燈工作時(shí)的聲振蕩，使得小功率(例如功率在2(Tl50W)金鹵燈能夠小型緊湊和一體化，并且大大降低成本，尤其使得例如2(T35W功率有可能進(jìn)入家庭照明使用。
[0041]如上所述，由于本發(fā)明的技術(shù)方案使得制作的HID電子鎮(zhèn)流器的體積、重量大大減小，已經(jīng)和傳統(tǒng)節(jié)能燈的電子鎮(zhèn)流器的體積和重量幾乎無異，因此顯然可以理解到只要采用制作傳統(tǒng)節(jié)能燈的類似方法，同時(shí)以本發(fā)明技術(shù)方案制作的HID電子鎮(zhèn)流器替代傳統(tǒng)節(jié)能燈的電子鎮(zhèn)流器、并同時(shí)以HID電弧管替代傳統(tǒng)節(jié)能燈的燈管，即可制作出體積大為減小的HID電弧管照明裝置。所述的可借鑒的有關(guān)傳統(tǒng)節(jié)能燈制作技術(shù)，可參考例如本 申請人:在先申請的中國實(shí)用新型專利《一種微型節(jié)能燈》(專利號(hào)ZL2004 2 0023714.6)以及陳宗烈、龔仕宏申請的發(fā)明專利《可共用器件的照明裝置》(申請公布號(hào)CN 101754544 A，申請公布日2010.06.23)，該兩申請全文并入本發(fā)明作為參考。
[0042]圖5和圖6是采用本發(fā)明的將HID電子鎮(zhèn)流器用于制作一體化緊湊型金鹵燈的部件裝配結(jié)構(gòu)及電子整燈的示意圖。以圖5為例，采用本發(fā)明的分立元件HID電子鎮(zhèn)流器制作的金鹵燈包括金鹵燈電弧管UCCFL燈管1-1、泡殼2、燈陶瓷插座4、隔熱層5、上蓋6、下蓋7、燈頭8和塑件圈9 ;泡殼2的端口與螺紋內(nèi)牙9-1的塑件圈9粘接，并且與下蓋7上螺紋外牙7-1配合旋入，金齒燈電弧管采用標(biāo)準(zhǔn)插拔式插針與插座連接；這樣就非常方便更換電弧管和清潔泡殼2內(nèi)表層，本發(fā)明電子板設(shè)計(jì)壽命為2.5^3萬小時(shí)，而目前陶瓷金鹵燈電弧管壽命為800(Tl 萬小時(shí)，在電子板壽命期間需要更換2次電弧管；金鹵燈在燃點(diǎn)過程中會(huì)呼吸，時(shí)間一長泡殼2內(nèi)表層需要清潔來保持外觀和維持出光率。根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案、采用圖2或圖3的電路原理制作的分立元件HID電子鎮(zhèn)流器3放置在上蓋6的內(nèi)部。圖7是圖8的另一種款式，電弧管功率2(T35W省去了隔熱層5，縮小了外徑尺寸，體積更加小巧，使得更方便進(jìn)入家庭使用。
[0043]本申請中的上述事實(shí)例僅用于解釋說明本發(fā)明技術(shù)方案的構(gòu)思而非對于本發(fā)明進(jìn)行限制。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種采用自適應(yīng)電路的高頻HID電子鎮(zhèn)流器，其特征在于包括驅(qū)動(dòng)電路、高壓氣體放電燈和保護(hù)電路；所述驅(qū)動(dòng)電路，用于將輸入的市電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)作為后級(jí)負(fù)載的高壓氣體放電燈所需的功率輸出；所述高壓氣體放電燈，作為所述驅(qū)動(dòng)電路的后級(jí)負(fù)載被驅(qū)動(dòng)發(fā)光，并輸出工作狀態(tài)指示信號(hào)；所述保護(hù)電路，接收所述高壓氣體放電燈輸出的工作狀態(tài)指示信號(hào)，并當(dāng)所述的工作狀態(tài)指示信號(hào)指示所述的后級(jí)負(fù)載工作異常時(shí)，輸出保護(hù)信號(hào)來停止所述驅(qū)動(dòng)電路的工作； 所述保護(hù)電路包括主保護(hù)電路、延時(shí)重啟電路和啞負(fù)載電路；其中: 在主保護(hù)電路停止驅(qū)動(dòng)電路工作之后的一個(gè)預(yù)定的時(shí)間后，所述延時(shí)重啟電路重啟驅(qū)動(dòng)電路的工作； 在高壓氣體放電燈中的電弧管啟動(dòng)點(diǎn)火瞬態(tài)過程中未能成功點(diǎn)火時(shí)，所述啞負(fù)載電路承載了驅(qū)動(dòng)電路提供電弧管啟動(dòng)能量的釋放，并將這部分能量用于電弧管的再次點(diǎn)火啟動(dòng)，從而使高壓氣體放電燈再次啟動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HID電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述啞負(fù)載電路由一只跳泡和/或一只CCFL組成。
3.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的HID電子鎮(zhèn)流器，其中所述磁環(huán)變壓器原邊與兩個(gè)副邊的匝數(shù)比為反匝比，反匝比即原邊數(shù)量少于副邊，其匝數(shù)的比例為1:1.1~3.50
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HID電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)電路的工作頻率在18~27.5ΚΗz之間，并且工作頻率的波動(dòng)范圍是±0.15ΚΗz。
5.如權(quán)利要求1~4所述的HID電子鎮(zhèn)流器在制備照明裝置中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】H05B41/292GK103957651SQ201410187350
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】陳枕流, 居家奇, 張騰, 陳大華 申請人:復(fù)旦大學(xué)