一种电容谐振充电式高气压气体放电灯的点火装置
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; |
| 专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
| 申请号 | CN201410385570.7 | 申请日 | 2014-08-07 |
| 公开(公告)号 | CN105472854A | 公开(公告)日 | 2016-04-06 |
| 申请人 | 长春理工大学; | 申请人类型 | 学校 |
| 发明人 | 张国玉; 刘石; 孙高飞; | 第一发明人 | 张国玉 |
| 权利人 | 长春理工大学 | 权利人类型 | 学校 |
| 当前权利人 | 长春理工大学 | 当前权利人类型 | 学校 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：吉林省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：吉林省长春市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：吉林省长春市卫星路7089号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：130022 |
| 主IPC国际分类 | H05B41/28 | 所有IPC国际分类 | H05B41/28 |
| 专利引用数量 | 5 | 专利被引用数量 | 2 |
| 专利权利要求数量 | 5 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 专利代理人 | ||
| 摘要 | 本 发明 公布了一种电容谐振充电式高气压 气体放电灯 的点火装置，没有 火花隙 放电,省掉辅助电源,具有 电磁干扰 小、系统稳定、磁芯不易饱和，对高气压灯很容易点燃等特点。 | ||
| 权利要求 | 1.一种电容谐振充电式高气压气体放电灯的点火装置，其特征在于，包括逆变电变压器（8）、输出电容(1)、高压储能电容（2）放电晶闸管（3）.升压自耦变压器（4），谐振充电电容（5）、放电灯（6）。 |
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| 说明书全文 | 一种电容谐振充电式高气压气体放电灯的点火装置技术领域[0001] 本发明设计一种电容谐振充电式高气压气体放电灯的点火装置，属于激光电源和照明电源系统中的高压气体放电灯的点火装置。 背景技术[0002] 对于激光电源而言，最终作用对象为气体泵浦灯，经气体泵浦灯放电为激光器提供泵浦能量。气体泵浦灯的点火工作状态分为1-起辉，2-预燃和3-高压弧光放电三阶段，是一种各阶段比较复杂的非稳态气体放电过程。 [0003] 传统点火系统中，如图1a、b、图2所示，图a电路属于外触发型，点燃不可靠，且不能通水冷却放电灯，不适用于高气压的放电灯，图b电路中点火电压接到灯9的电极两端。因此主放电电路与灯之间必须加高压隔离继电器8，这种电路中往往含有予燃电源6。电路图2是目前最广泛使用的高压气体放电灯的点火电路。当电容器1充电后、晶闸管SCR 2开通、火花隙4与脉冲变压器3次级并联，储能器5的能量向变压器3初级放电，次级产生万伏以上的脉冲电压。在该电压作用下，火花隙4被击穿，由串联谐振原理可知道，在电感4和电容2上将得到幅值为U的脉冲电压，经变压器5升压后，只要nU值大于灯的气体击穿电压Uj，灯的内部气体就被击穿，形成电离通道，中性的气体放电灯变为导体，由于点火电压的能量很小，，因灯的两端电压没有降到低于主电电路提供的电压U0，击穿后不能立即将主电引燃，为此必须有一个予燃电压源6，该电源的输出电压称为点火电压。该电压的作用是当放电灯的气体被击穿后，使灯得放电电流增大，灯两端的电压进一步下将降，当灯两端的电压下降到低于主供电电压U0时，U0参与放电，使灯连续点燃，形成稳定的弧光放电。因此予燃电压源必须提供足够的功率使灯两端电压下降到主供电电压U0值以下。对高气压的放电灯U0小于70v,点燃电流大于10安，因此予燃电源6在短时间内必须提供大于700w功率。 [0004] 在上述点火系统中，存在以下问题，1由于有火花隙3的存在，对不同的灯，要随时调节火花隙的间隙。火花隙放电时产生的电磁干扰极大，在点火时产生嗅氧，2变压器磁芯易饱和，对高气压灯（如氪灯）不易点燃，3必须有一个能在短时间提供足够能量的辅助电源6，基于上述原因，我们发明了一种能够克服传统点火系统上述问题的新型点火装置，电路简单成本低，点火可靠。 发明内容[0005] 本发明的目的是提供一种不需要火花隙3不需要予燃电源6的高气压气体放电灯的点火装置。 [0006] 为实现上述目的本发明采用如下技术方案：如图2所示，它包括逆变电变压器（8）、输出电容(1)、高压储能电容（2）放电晶闸管（3）.升压自耦变压器（4），谐振充电电容（5）、放电灯（6）；逆变变压器（8）有两组输出抽头，经整流器（9）（10）及隔离二极管（11）连接到输出电容（1）和高压储能电容（2）上，高压储能器（2）连接到放电晶闸管（3）的阳极，放电晶闸管（3）的阴极连接到点火升压变压器（4）的输入端，在升压自耦变压器的靠近输入端的两圈处抽头接到谐振电容（5）的一端，谐振电容（5）的另一端接地；升压变压器（4）的输出端与放电灯（6）的阳极相连，放电灯的阴极接地；所述的主逆变变压器（8）的两组输出电压分别给输出电容（1）和高压储能电容（2）充到一定的电压。在输出电容(1)上得到电压为E0，高压电容上得到电压为U0； 当放电晶闸管（3）被驱动信号开通后，在高压储能电容器（2）上的电压通过升压自耦变压器（4）的初级线圈1、2端向谐振电容（5）充电，充电电流在升压变压器的高压端感生出高压脉冲，该高压脉冲使灯击穿；在谐振电容（5）充电结束时，由于是谐振充电，被充电到，为升压系数。2>>1。作为予燃电源的电压；谐振电容（5）在灯被击穿后，该电压进一步向灯(6)放电，使灯(6)两端电压继续下降，直到低于输出电容（1）上的放电电压E0，这时输出电容向灯放电，完成高气压放电灯的点燃过程。 [0007] 本发明所述的电容谐振冲的点火装置实质上就是采用谐振电容的谐振充电过程形成予燃电压。同时在谐振充电过程中形成的高压脉冲两者合一把气体放电灯点燃。 [0009] 本发明的电容谐振充电式高气压气体放电灯的点火装置，省掉火花隙和予燃电源，使干扰大大的减小，重量减轻，成本下降。可广泛的应用到激光电源和高气压灯的电源中。 具体实施方式[0011] 实施例1 一种电容谐振充电式高气压气体放电灯的点火装置。 [0012] 本发明的电容谐振充电式高气压气体放电灯点火装置具体实施过程结合附图2与附图3详细描述如下：结合结构图2说明 本发明的组成结构。本发明的电容谐振充电式高气压气体放电 灯点火装置结构图看出，本发明包括高压电容储能网络，放电网络，自耦升压变压器点火电路，谐振电容储能网络组成。他们的连接关系如下：高压储能网络的电容一端接到放电网络中的放电开关晶闸管的阳极，晶闸管的阴极接到自偶升压变压器的输入端，自耦变压器的抽头接到谐振电容的一端，谐振电容的另一端接地。自偶升压变压器的高压输出端接到气体放电灯的阳极，灯的另一端阴极接地。当点火驱动信号加到放电晶闸管的控制极时，晶闸管开通，储能器上的电压通过升压变压器的线圈向谐振电容充电，谐振电容被充电到电压 ,充电电流在升压自耦变压器的高压端产生脉冲高压，该高压使放电灯击穿。同时在谐振电容上的电压也向灯放电，使放电灯的两端电压下降到主供电电压以下，主供电向灯放电，完成点灯灯过程。 [0013] 由电容谐振充电式高气压气体放电灯点火装置电器原理图3看出，，高压储能网络，是由主逆变变压器、高压整流桥V1（）。限流电阻R1（10K/2W）、高压储能电容器C1(30μ/1400V)组成。主变压器的次级高压绕组的高压交流电压经整流桥V1整流为直流电压，该电压通过限流电阻R1向高压储能电容器C1充电，在高压储能器上得到一定的电压。该电压将用于点火和给谐振电容C2(2μ/1600V)充电。 [0014] 图3中的放电网络是由放电晶闸管V2(MFC100/16E)和晶闸管的驱动信号源S1(BT-33)以及晶闸管V2的保护吸收电路R2(50Ω/5W)C3(0.1μ/1600V)组成，晶闸管V2的正极接到高压储能电容C1的正高压端，晶闸管V2的阴极接到升压点火变压器T1(MXO-120X80)的入端1。晶闸管V2的信号驱动源产生的驱动信号加到放电晶闸管的控制极，使其开通，晶闸管V2开通后，高压储能器C1上的电压通过晶闸管V2加到升压变压器T1的入端1。 [0015] 图3中的谐振电容网络是由谐振电容C2及容断器F(1A)组成。谐振电容C2的一端接到升压自耦变压器T1的抽头2端上，谐振电容器C2的另一端接到熔断器F的一端，熔断器F的另一端接地。当放电晶闸管V2开通后，高压储能电容C1通过变压器T1的初级向谐振电容C2放电，而不是直接向变压器初级放电。在放电的过程中变压器T1的初级线圈的电感L与谐振电容C2形成谐振充电。充电结束后，电容C2上得到的电压为UC。在一级近似的条件下，变压器电感的 Q值大于20时。 [0016] 谐振电容C2充电的过程是一个余弦充电过程，这个电流不是很大。充电电流在升压变压器的高压端形成点火高压脉冲U，高压脉冲击穿放电灯，由于高压脉冲是单频率的没有火花隙所以释放的干扰小。 [0017] 谐振电容器C2上的电压U在灯被击穿后参入向灯放电，使灯两端的电压进一步下降,起到予燃电源的作用。所以该点火装置能省掉予燃电源。在这种装之中，储能器的能量可以直接向灯放电，省掉高压放电隔离继电器,简化了放电电路。因此这种电路可省掉电路图2中的辅助电源6，降低成本。 [0018] 本发明没有火花隙放电, 省掉辅助电源,具有电磁干扰小、系统稳定、磁芯不易饱和，对高气压灯很容易点燃等特点。 |
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