高频电子镇流器触发电路与检测电路.pdf

一气体放电灯电子镇流器的点燃电路由电感、电容组成，电感电容串接并将其并联在两个开关管之间和功率因数校正电路正极(或负极)之间。当灯未点亮时，利用点燃电路的电感、电容产生振荡并通过电感耦合在灯两端产生高压，从而实现灯的起辉。当灯点亮后，利用点燃电路电感、电容实现开关管的零关断和开关管关断后主电感上电流的继流。

1.  一种高压气体放电灯高频电子镇流器，包括：
整流桥、功率因数校正电路、开关电路、点燃电路、控制电路、电压检测电路、负载电路；其中：开关电路由两个开关管主成Q1，Q2；点燃电路由点火电感L1，主电感L2，点火电容C1组成；负载电路由电感L2、灯DS，电容C2组成；其接法如下：整流桥输入接交流电，输出接功率因数校正电路的输入端；功率因数校正电路输出端的正极接开关管Q1的漏极，Q1的源极接开关管Q2的漏极、电感L1的一端；开关管Q2的源极接功率因数校正电路输出端的负极；电感L1的另一端接电感L2的一端(此端为与其相连接电感L1那一端的同名端，或此端为与其相连接电感L1那一端的异名端)、电容C1一端；电容C1的另一端接功率因数校正电路输出端的负极，或接功率因数校正电路输出端的正极；电感L2的另一端接灯的一端，灯的另一端接电容C2一端；电容C2的另一端接功率因数校正电路输出端的正极，或接功率因数校正电路输出端的负极，或接两个串接电容的连接处，此两串接电容是并接功率因数校正电路输出端。

2.  一种高压气体放电灯高频电子镇流器，包括：
整流桥、功率因数校正电路、开关电路、点燃电路、控制电路、电压检测电路、负载电路；其中：开关电路由两个开关管主成Q11，Q12；点燃电路由点火电感L11，主电感L12，点火电容C11组成；负载电路由电感L11、灯DS1，电容C12组成；其接法如下：整流桥输入接交流电，输出接功率因数校正电路的输入端：功率因数校正电路输出端的正极接开关管Q11的漏极，Q11的源极接开关管Q12的漏极、电感L11的一端、电感L12的一端；Q11的源极接功率因数校正电路输出端的负极；电感L11的另一端接电容C11一端；电容C11的另一端接功率因数校正电路输出端的负极，或接功率因数校正电路输出端的正极；电感L12的另一端接灯DS11的一端，灯DS11的另一端接电容C12一端；电容C12的另一端接功率因数校正电路输出端的正极，或接两个串接电容的连接处，此两串接电容是并接功率因数校正电路输出端。

3.  根据权利要求1、根据权利要求2所述高频电子镇流器，其点燃电路特征在于点火电感串接点火电容，将此线路并接到电子镇流器两个开关管中的一个。用于保证HID灯的可靠起辉和在起辉后，开关管关断瞬间，使加开关管两端的电压为零。

4.  根据权利要求1、根据权利要求2所述高频电子镇流器，其点燃电路其特征在于点火电感与镇流器负载电路的主电感是绕在同一个磁心上。用于使点火电容的电能转换点火电感、主电感的共同磁能。

5.  根据权利要求1、根据权利要求2所述高频电子镇流器，其负载电路中主电感、电容和灯串接时，任何一种顺序都是可行的。

6.  根据权利要求1，权利要求2所述高频电子镇流器，其电压检测线路特征是电阻R41的一端接高频电子镇流器负载电路中灯与负载电容连接处，电阻R41的另一端接二极管D43阳极，二极管D43的阴极分别接电容C46一端、稳压管C44的阴极；电容C46的另一端、稳压管的阳极接功率因数校正电路输出端的负极。电容C46与二极管D43的阴极连接处为检测电压的输出。

7.  根据权利要求1，权利要求5所述高频电子镇流器，其电压检测线路特征是二极管D42的阳极接灯高频电子镇流器负载电路中灯与负载电容连接处，二极管的阴极分别接电容C47、电阻R42的一端，电容R42的另一端接电阻R43一端，电容C47的另一端和电阻R43的另一端一起接到功率因数校正电路输出端的负极。电阻R42，电阻R43的连接处为检测电压的输出。

8.  根据权利要求1，权利要求2所述高频电子镇流器，其镇流器的控制方式特征在于当接通电源2秒后，电压检测电路(电容C46，或电容C47)开始工作，当检测到输出电压小于特定值时，开关管控制程序自动关断。当检测到电容C47上的电压在设定的工作范围内在工作范围，开关管控制程序自动调整开关频率或开关脉冲宽度。

高频电子镇流器触发电路与检测电路
技术领域
本发明是关于一种气体放电灯电子镇流器，尤指一种适用于HID灯高频电子镇流器。
技术背景
一般而言，在常态下，高强度气体放电灯(HID)的两端电极之间是不导电的，而要将HID点亮的前提是需要一个高压启动脉冲。要使灯达到稳定击穿的话，必需在灯两端加20-25千伏的脉冲电压，而镇流器除了提供点火脉冲之外，仍必须提供200-300伏特的输出电压以便于形成稳定的电弧，在产生电弧后的升温过程中，灯胆内高压气体和由金属卤化物，水银蒸发形成的高压混合气体就可以发出近似于太阳光光谱(5800K)的有用光。电弧一旦形成，镇流器就必须限制电流大小，否则电弧会引发大电流，使镇流器和灯管损坏。
目前的一种触发方式(公用技术)是利用电感上增加一组线圈，而在这组线圈上串联可控硅或其它可产生突然通断元件，使电感产生高压，从而使灯击穿。这种方式主要缺点是启辉不是很可靠，特别是灯管性能变坏的情况下，很难启辉。第二种触发方式方式是利用振荡回路产生高压，从而使灯击穿，这种触发方式方式主要缺点是由于启辉时电压比较高，使电路中的元件比较容易损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单可靠高频触发的电子镇流器。
本发明的实施，除了可以简化线路设计，提供可靠的启辉电压，同时可以使开关管实现在接近零电压条件下关断，从而减小电能的损耗并提高电子镇流器的可靠性。
具体的设计思想是当灯未点亮时，利用电感、电容产生振荡并通过电感耦合在灯两端产生高压，从而实现灯的起辉。当灯电亮后，利用电感、电容来实现开关管的零关断和开关管关断后电感电流的继流。
附图说明
图1是本发明第一种构形的触发电路。
图2是本发明第一种构形的触发电路另一种接法。
图3是本发明第二种构形的触发电路。
图4是本发明第二种构形的触发电路另一种接法。
图5是用本发明第一种构形的触发电路设计出的第一种电子镇流器具体可选方案。
图6是用本发明第一种构形的触发电路设计出的第二种电子镇流器具体可选方案。
图7是用本发明第一种构形的触发电路设计出的第三种电子镇流器具体可选方案。
图8是用本发明第一种构形的触发电路设计出的第三种电子镇流器具体实施方案。
图9是用本发明第二种构形的触发电路设计出的第一种电子镇流器具体可选方案。
图10是用本发明第二种构形的触发电路设计出的第二种电子镇流器具体可选方案。
图11是用本发明第二种构形的触发电路设计出的第三种电子镇流器具体可选方案。
图12是用本发明第一种构形的触发电路设计出的第三种电子镇流器具体实施方案。
图13是本发明的电压检测电路的第一种可选方案。
图14是本发明的电压检测电路的第二种可选方案。
第一种构形触发电路的详细描述：
现在参照图1，开关管Q11的漏极接电源的正极，源极接开关管Q12的漏极、电感L11的一端；电感L11的另一端接电感主线圈L12的一端和电容C11的一端；开关管Q12的源极接电源的负极；电感L12的另一端接灯的一端，灯的另一端接电容C12；电容C11的另一端接电源的负极(也可以接电源的正极如图2)。电感L11和电感L12同绕在同一个磁芯上，电感L11和L12的同名端相接，电感L11和L12的异名端也可以相接。
上述电路电容C12与电感主L12线圈互换，即电感L11的另一端接电容C12一端，电容C12的另一端接灯一端，灯的另一端接电感L12一端。
图7是本发明镇流器一种实现方式。其接法如下：
开关管Q71的漏极接电源的正极，源极接开关管Q72的漏极、电感L71的一端；电感L71的另一端接电感主线圈L72的一端和电容C71的一端；开关管Q72的源极接电源的负极；电感L72的另一端接灯的一端，灯的另一端接电容C72一端；电容C71的另一端接电源的负极；电容C72的另一端接电源的负极(也可以接电源的正极如图6，还可以接在两个串联电容的连接处，这两个串联电容是并接在电源的正负极之间如图5)。
本发明的第一种构形触发电路发电路工作原理如下(图7)：
当灯未启辉时，开关管Q71导通、Q72截止时，电流通过开关管Q71、电感L71向C71充电；当开关管Q71截止、Q72导通时，电容C71上的电能通过电感L71、开关管Q12放电。由于电感L71与主电感L72的线圈匝数比比较小，从而在主电感L72上产生感应高压。在灯启辉后，当Q71导通、Q72截止时，电源经过电感L71(线圈匝数少)直接向电容C71充电，由于电容C71的电容值比较小，因此、很快充满了；同时电流通过电感L71、L72和灯DS71向电容C72充电；当Q71关断瞬时，由于电容C71上电压不能突变，因此、加在开关管Q71两端的电压接近于零，从而实现Q71的电压零关断，这时电流是通过电容C71、电感L72、灯DS71、电容C72实现续流；当Q72导通、Q71截止时，电容C71直接通过电感L71、Q72放电，很快就放完，同时将电容C71的电能转换成电感L72、L71的共同磁能；与此同时，电容C72上的电能通过灯DS71、电感L71、L72、开关管Q72放电；当Q72关断瞬时，由于电容C71上电压不能突变，因此、加在开关管Q72两端的电压接近于零，从而实现Q72的电压零关断，这时电流是通过电容C71、电感L72灯、DS71、电容C72实现续流。
第二种构形触发电路的详细描述：
现在参照图4，开关管Q41的漏极接电源的正极，源极接开关管Q42的漏极、电感主线圈L42的一端和电感次级线圈L41的一端；开关管Q42的源极接电源的负极；电感L42的另一端接灯DS41的一端，灯DS41的另一端接电容C42。电感L41的另一端接电容C41，电容C41的另一端接电源的负极(也可以接电源的正极如图3)。
上述电路电容C42与电感主线圈L42互换，即开关管Q41的漏极接电容C42一端，电容C42的另一端接灯DS41一端，灯DS41的另一端接电感L42一端。
图11是本发明镇流器一种实现方式。其接法如下：
开关管Q111的漏极接电源的正极，源极接开关管Q112的漏极、电感L111的一端、电感L112的一端；开关管Q112的源极接电源的负极；电感L111的另一端接电容C111，电容C111的另一端接电源的负极；电感L112的另一端接灯DS111的一端，灯DS111的另一端接电容C112，电容C112的另一端接电源的负极(也可以接电源的正极如图10，还可以接在两个串联电容的连接处，这两个串联电容并接在电源的正负极如图9)。
本发明第二种构形触发电路的工作原理如下(图11)：
当灯未启辉时，开关管Q111导通、Q112截止时，电流通过开关管Q111，电感次级线圈L111向C111充电；当开关管Q111截止、Q112导通时，电容C111上的电能通过电感L111线圈、开关管Q112放电。由于电感次级线圈L111与主线圈L112的匝数比比较小，从而在电感主线圈L112上产生感应高压。在灯启辉后，当Q111导通、Q112截止时，电源经过电感次级线圈L111(次级线圈匝数少)直接向电容C111充电，由于电容C111的电容值比较小因此很快充满了，同时，电流通过开关管Q111、电感L112和灯DS111向电容C112充电；当Q111关断瞬时，由于电容C111上电压不能突变，因此、加在开关管Q111两端的电压接近于零，从而实现Q111的电压零关断，这时电流是通过电容C111、电感L112灯、DS111、电容C112实现续流；当Q112导通、Q111截止时，电容C11直接通过次级线圈L111、Q112放电，很快就放完，同时将电容C111上的电能转换成电感L112、L111的共同磁能；同时，电容C112的电能通过电感L112、L111、开关管Q112放电；当Q112关断瞬时，由于电容C111上电压不能突变，因此、加在开关管Q112两端的电压接近零，从而实现Q112的电压零关断，这时电流是通过电容C111、电感L112灯、DS111、电容C112实现续流。
电压检测电路实施方案的详细描述：
图13为一种电压检测线路，由电阻R41、二极管D42、电容C46、稳压管D44组成，其接法为电阻R41的一端接灯和负载电容的连接处，电阻R41的另一端接二极管D42阳极，二极管D43的阴极分别接电容C46一端、稳压管阴极；电容C46的另一端、稳压管的阳极接整流桥输出的负极。
图14为另一种电压检测线路，由二极管D43、电容C47、阻R42、电阻R43组成，其接法为二极管D43的阳极接灯和负载电容的连接处，二极管的阴极分别接电容C47、电阻R42的一端，电阻R42的另一端接电阻R43一端，电容C47的另一端和电阻R43的另一端一起接到整流桥输出的负极。
其工作原理如下(图8、图12)：
当电源接通后，两秒钟后开始检测在检测电路中电容(图13中电容C46上的电压，或图14中电容C47)上的电压，当出现电压小于某特定值立即停止开关管控制电路的工作程序。
当检测电路应用图14线路时，在镇流器正常工作情况下，当电容C47上的电压在设定的工作范围内，还通过不同的电压来调节控制电路开关管的导通时间和截止时间或调节开关管工作频率以保证灯的稳定输出。