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高频驱动气体放电灯电源

阅读:1001发布:2020-06-26

专利汇可以提供高频驱动气体放电灯电源专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种高频驱动 气体放电灯 电源,本实用新型的特点为由一个经功率因数校正的直流电源提供 能量 ,由电感器和电容器 串联 并接于直流电源上,产生主频为f=1/(2π)、特征阻抗为、在电容器两端产生峰值为2Ec的正弦交流 电压 ;两个 电子 开关 并联在电容器两端;高频电感 镇流器 与气体放电灯串联后并联在电子开关两端。本实用新型具有低 电流 波峰比(对灯无冲击)、灯电流连续、无频闪、无声谐振的优点。,下面是高频驱动气体放电灯电源专利的具体信息内容。

1、一种高频驱动气体放电灯电源,其特征在于:由一个经功率因数 校正的直流电源Ec提供能量,由电感器L1和电容器C1串联并接于直流 电源Ec上,产生主频为 f = 1 / ( 2 L 1 C 1 ) 、特征阻抗为 、生峰值 为2Ec的正弦交流电压
两个电子开关K1、K2串联后并联在电容器C1两端;
电子开关K1、K2上分别并联有续流二极管D1、D2;
有一高频电感镇流器L2与气体放电灯G串联后并联在电子开关K2 两端。
2、依据权利要求1所述的高频驱动气体放电灯电源,其特征在于: 电感器L1是由变压器B1构成,电子开关K1、K2由开关管Q1、Q2构 成,高频电感镇流器L2由高频变压器B2构成,有一控制模M控制开 关管Q1、Q2的通断,有一个串联的负温度系数电阻NTC和隔直电容C3 串联在气体放电灯G和直流电源Ec负极之间之间,还有一补偿电容C2 一端接两个开关管Q1、Q2之间,其另一端连接于气体放电灯G和负温 度系数电阻NTC之间。
3、依据权利要求1或2所述的高频驱动气体放电灯电源,其特征在 于:控制模块M的输入端接有变压器B1的次级n12和检测电容器C1的 电流互感器B3的输出信号n32,其输出有开关管Q1、Q2通断控制信号 和气体放电灯G的启动信号a、b,该启动信号a、b接入高频变压器B2的 次级n22,在控制模块M与电容器C1正级之间还连接有限流电阻R。
4、依据权利要求1或2或3所述的高频驱动气体放电灯电源,其特 征在于:控制模块M由整流滤波直流电源、信号放大电路、比较鉴相电 路、鉴频相电路、电平移动电路、电流跟随电路及双稳态电路构成。

说明书全文

本实用新型涉及驱动气体放电灯的电源,具体的说是一种高频驱动 气体放电灯电源。

高强度、大功率气体放电灯需高达数千伏电压触发击穿气体,并且 呈负阻特性,启动时间长、电流大,在工频(50-60赫芝)中,有工作电 流死间,每秒钟重复上百次,产生较大的电流波峰比,严重地影响了灯管 的使用寿命,在三相供电系统中,零线所产生大谐波电流,对电网会引起 供电系统的损坏和火灾隐患。目前为了解决上述问题,常采取使用电子镇 流器启动高压气体放电灯,如中国专利局已公开的专利96119658.0中就 提供了一种恒功率调整、高功率因数、低谐波含量、启动电流低、可允许 高压灯两端长期开路、短路状态带电的高压气体放电灯电子镇流器,上述 发明专利虽然解决上述的一些问题,但仍然存在采用硬开关技术、电路复 杂、有高频谐波、调整繁琐的缺陷

本实用新型的目的是提供一种既具有上述发明的特点,又是一种高 频正弦、低电流波峰比(对灯无冲击)、灯电流连续、无频闪、无声谐振 的高频驱动气体放电灯电源,以克服上述的不足。

为了实现上述目的,本实用新型的特点为由一个经功率因数校正的 直流电源Ec提供能量,由电感器L1和电容器C1串联并接于直流电源Ec 上,产生主频为 f = 1 / ( 2 L 1 C 1 ) 、特征阻抗为 、在电容器C1两 端产生峰值为2Ec的正弦交流电压;

两个电子开关K1、K2串联后并联在电容器C1两端;

电子开关K1、K2上分别并联有续流二极管D1、D2;

有一高频电感镇流器L2与气体放电灯G串联后并联在电子开关K2 两端。

上述电感器L1是由变压器B1构成,上述电子开关K1、K2由开关 管Q1、Q2构成,上述高频电感镇流器L2由高频变压器B2构成,有一 控制模M控制开关管Q1、Q2的通断,有一个串联的负温度系数电阻 NTC和隔直电容C3串联在气体放电灯G和直流电源Ec负极之间之间, 还有一补偿电容C2一端接两个开关管Q1、Q2之间,其另一端连接于气 体放电灯G和负温度系数电阻NTC之间。

上述控制模块M的输入端接有变压器B1的次级n12和检测电容器 C1的电流互感器B3的输出信号n32,其输出有开关管Q1、Q2通断控制 信号和气体放电灯G的启动信号a、b,该启动信号a、b接入高频变压器 B2的次级n22,在控制模块M与电容器C1正级之间还连接有限流电阻 R。

上述控制模块M由整流滤波直流电源、信号放大电路、比较鉴相电 路、鉴频相电路、电平移动电路、电流跟随电路、双稳态电路及启动电 路构成。

本实用新型由于采用隔离启动、分源维持的原则,使得本实用新型 具有低电流波峰比(对灯无冲击)、灯电流连续、无频闪、无声谐振的优 点。本实用新型电路简单、体积小。

图1为本实用新型的电路拓扑图。

图2为本实用新型实施例电路原理图。

图3为本实用新型控制模块电路原理方框图

下面结合附图及实施例进一步说明本实用新型。

在电电网中经功率因数调整并稳压后的直流电源Ec供一个电感器 L1、电容器C1串联后的谐振网络,(如图1)在电容器C1两端产生频率 f=1/L1C1、峰值为2Ec的正弦高频电压,经电子开关K1、K2和高频电 感镇流器L2镇流后供给气体放电灯G的能量。

在实施例中变压器B1的初级n11和电容器C1组成主频谐振网络, 开关管Q1、Q2是受控开关,M是信号检测、处理和开关管Q1、Q2的 控制模块,高频变压器B2中的n21是高频镇流电感,气体放电灯G是负 载,负温度系数电阻NTC是减少灯启动时浪涌电流的保护电阻,电容器 C2是气体放电灯G启动通路和运行时的校正补偿电容,电阻器R是控制 模块M工作初始能量提供时的限流电阻。

上述电路中,当电源Ec有电时,电源Ec对电容器C1充电,电容器 C1电充满后,当控制模块M检测电容器C1的充电电流为零时,同时变压 器B1的次级n12无信号(即变压器B1初级n11为零时),控制模块M从 启动电路a、b端发出灯启动脉冲信号,该脉冲信号通过高频变压器B2在 其初级n21产生高压,由初级n21、气体放电灯G和补偿电容C2形成回路, 使气体放电灯G点亮,同时控制模块M给开关管Q1信号使其导通,此时 电容器C1放电,用以维持气体放电灯G发亮,此时高频变压器B2的次级 n22反馈气体放电灯G的维持电流信号;当电容器C1放电完毕时,开关 管Q1截止,二极管D2续流时,控制模块M给开关管Q2信号使其导通, 由高频镇流电感n21的储能继续维持气体放电灯G发亮,直至开关管Q2 截止时,控制模块M给开关管Q1信号使其导通(此时电容器C1已冲完电), 完成一个周期。

当气体放电灯G开路时,高频变压器B2的次级n22无反馈电流,控 制模块M无法控制开关管Q2导通,并且变压器B1次级n12无能量储存, 整个电路处于休眠状态;当气体放电灯G短路时,变压器B1次级n12反 馈量大,此时控制模块M停止了开关管Q1、Q2的工作,电路也是休眠态, 几乎不耗电(<1W)。高频变压器B2的次级n23是作变压器时的输出绕组, 可作其他用途。

控制模块M是一个独立的综合模块,它把变压器B1次级n12将电源 提供电流的大小给运放A1放大整形,运放A2将电容器C1的电流大小和 相位放大整形,在电容器C1两端产上述两路信号经比较器,并鉴相后在 电容器C1充电完毕时控制电子开关K1导通;由于变压器B2和有源器件 (开关管等)的分布的无源参数(分布电容、线路感抗等)影响了主频, 所以运放A2的信号与由高频变压器B2中的初级n21检测的负载电流信号 经运放A3放大整形,经鉴相锁相后,由跟随器发出电子开关K2控制信号, 经鉴相锁相信号控制比较鉴相器,因为高频变压器B2既是高频镇流电抗 器,又是储能器,当储能供灯到一定量时,才能使电子开关K1导通(即 电子开关K2必须可靠截止);双稳电路控制给晶闸管发出高压灯触发启动 脉冲,同时给电子开关K1发出优先导通信号,如果灯正常接入电路,变 压器B1就有电流通过,该信号经运放A3放大整形后,封锁双稳态电路, 使其无高压控制信号产生即晶闸管无触发信号,启动电路就不会产生高压 接入高频变压器B2,从而保证器件的安全运行;控制模块的工作电源经 变压器B1的次级n12取出,经稳压后供给;电平移动电路可经外接变压 器和光电耦合。

本实用新型的开关管Q1、Q2可采用功率MOS管、IGB功率管、快速 晶闸管等。

本实用新型的一些未详细描述的部分对于本领域技术人员毫无疑问 是很明显的,所以无需描述。

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