分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置 【技术领域】
本发明涉及一种电子整流器装置，尤其是电磁兼容性好、温升低、便于安装配置的电子整流器装置，具体地说是一种分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置。
背景技术
在照明领域，作为新型高效优质大功率电光源的代表高强度气体放电HID灯自问世以来不仅在性能上不断改进提高，而且其应用范围不断的扩大。目前，纳灯、石英金卤灯、陶瓷金卤灯等的应用除了道路、广场、港口、货场、车站等传统领域外，还在大型商场、会场、运动娱乐场所获得青睐。
但是，在这些广泛应用中仍有一些不足之处，它们所必须配备的镇流器通常采用电感型镇流器，电子镇流器的使用率很低，尤其在大功率HID灯具即250W以上的灯具中，电子镇流器的使用率更低；因温升高、体积大的问题使电子镇流器的实用性和可靠性不能符合如道路照明等野外条件下的应用要求而得不到广泛应用，制约了如陶瓷金卤灯那样的新型优秀电光源的推广应用。另外，在照明应用中，每个HID灯通常使用独立的镇流器，照明系统成本高，安装不方便，不能达到成本低、效率高、结构简单和安装方便的要求。
【发明内容】
本发明的目的是针对高强度气体放电HID灯现有的大功率电子镇流器可靠性低、安装不方便的问题。提出一种温升低、可靠性高、适合替换现有电感镇流器的结构设计的分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置。
本发明的技术方案是：
一种分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置，它包括由电磁干扰EMI滤波器、全波整流器和功率因数校正器PFC构成的共用前端A和至少一个与高强度气体放电HID灯泡相对应的灯泡驱动器；所述的电磁干扰EMI滤波器的各信号输入端即共用前端A的信号输入端作为分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的信号输入接市电电源的火线L、零线N，电磁干扰EMI滤波器的各信号输出端接全波整流器的对应信号输入端，全波整流器的各信号输出端接功率因数校正器PFC的各信号输入端，功率因数校正器PFC的各信号输出端作为共用前端A的信号输出端即380V～400V直流电压输出端+B和回流端子RTN通过直流电源传输线接到各灯泡驱动器的对应信号输入端，各灯泡驱动器的信号输入端分别并接于直流传输线两端，各灯泡驱动器的信号输出端作为高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的输出端连接各自对应的高强度气体放电HID灯泡。
一种分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置，它包括由电磁干扰EMI滤波器和全波整流器构成的共用前端B和至少一个与高强度气体放电HID灯泡相对应的功率因数校正器PFC和至少一个与高强度气体放电HID灯泡相对应的灯泡驱动器；所述的电磁干扰EMI滤波器的各信号输入端即共用前端B的信号输入端作为分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的信号输入接市电电源的火线L、零线N，电磁干扰EMI滤波器的各信号输出端接全波整流器的对应信号输入端，全波整流器的各信号输出端作为共用前端B的信号输出端即全波整流器的全波直流脉冲电压输出端+C和回流端子RTN通过直流电源传输线接到各功率因数校正器PFC的信号输入端，各功率因数校正器PFC的信号输入端分别并接于直流电源传输线两端，各功率因数校正器PFC的信号输出端接对应的灯泡驱动器的信号输入端，各灯泡驱动器的信号输出端作为高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的输出端连接对应的高强度气体放电HID灯泡。
本发明的共用前端A、共用前端B位于直流电源传输线的一侧与位于直流电源传输线另一侧的各灯泡驱动器或各功率因数校正器PFC与各灯泡驱动器组合的电路各自分体封装，两者经直流电源传输线连接起来组成分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置。
本发明的灯泡驱动器应与其输出端所接的高强度气体放电HID灯泡地功率匹配。
本发明的直流电源传输线为0.3～300米。
本发明的有益效果：
本发明的分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置，将传统的一体型设计(包括EMI滤波、全桥整流、PFC、灯泡驱动器全部电路装置)电子镇流器带一个高强度气体放电HID灯泡的作法提升为一个不仅可以带多个HID灯泡，而且可以带多个不同功率、不同厂商生产的相同或不相同规格HID灯泡的电子镇流器系统，提高了电子镇流器使用的灵活性，降低了照明成本，轻松实现一杆(柱)多灯共用，方便灯具设备的维护、配置。
本发明的分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置，其核心思想是分体封装，分散功耗，降低温升，以直流电流电压传输功率，从而提高可靠性，缩小电子镇流器部件的体积，便于安装于现有灯具装置中，即便于替换现有灯具中的落后镇流器。
本发明的的应用范围包括道路、广场、农田、矿山、港口、车站、机场等野外露天环境和隧道、商场、体育场馆等室内环境，应用范围广。
本发明的分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的多个灯泡驱动器共用稳定直流电流电压，不仅改善了电子镇流器系统的电磁兼容EMC性，而且传输线的截面积与电感镇流器比，在同样功率的情况下可以节省一倍以上，性能价格比获得提高。
【附图说明】
图1是本发明的原理框图之一。
图2是本发明的原理框图之二。
图3是本发明的共用前端A的电原理图。
图4是本发明的共用前端B的电原理图。
图5是本发明原理框图之一的灯泡驱动器的电原理图。
图6是本发明原理框图之二的功率因数校正器和灯泡驱动器的电原理图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置，它包括由电磁干扰EMI滤波器、全波整流器、和功率因数校正器PFC构成的共用前端A(如图3所示)和至少一个与高强度气体放电HID灯泡相对应的灯泡驱动器(如图5所示)，所述的电磁干扰EMI滤波器的各信号输入端即共用前端A的信号输入端作为分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的信号输入接市电电源的火线L、零线N，电磁干扰EMI滤波器的各信号输出端接全波整流器的对应信号输入端，全波整流器的各信号输出端接功率因数校正器(PFC)的各信号输入端，功率因数校正器PFC的各信号输出端作为共用前端A的信号输出端，即是380V～400V直流电压输出端+B和回流端子RTN，连接对应的直流电源传输线，直流电源传输线可以由零点几米延伸至几百米后再接到各灯泡驱动器的信号输入端，各灯泡驱动器的信号输入端分别并接于直流传输线两端，各灯泡驱动器的信号输出端作为分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的输出端连接对应的高强度气体放电HID灯泡。
共用前端A，如图3所示，图3中的电路均为电子设备中常见的电路，其中功率因数校正器属于有源PFC类型，各种类型的PFC控制器及相关电路均适合本发明采用。
对应于图1的分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的灯泡驱动器的电原理图，如图5所示，图5中的电路为HID灯电子镇流器中常见的电路，尽管因被驱动的HID灯的特性、规格的差异而导致驱动控制、保护方法和电路参数不同，但仍属于一种通用电路。图中所示接于+B于RTN结点之间的CIN是一个本案中必须配置的去耦电容器，其容量的大小取决于灯泡功率、直流传输线的长度、电容器的特性。一般而言，应该满是CIN≈2～3C即可。
如图2所示，一种分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置，它包括由电磁干扰EMI滤波器和全波整流器构成的共用前端B(如图4所示)、至少一个与高强度气体放电HID灯泡相对应的功率因数校正器PFC和至少一个与高强度气体放电HID灯泡相对应的灯泡驱动器(如图6所示)，所述的电磁干扰EMI滤波器的各信号输入端即共用前端B的信号输入端作为分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的信号输入接市电电源的火线L、零线N，电磁干扰EMI滤波器的各信号输出端接全波整流器的对应信号输入端，全波整流器的各信号输出端作为共用前端B的信号输出端，即是经全波整流器后未经平滑滤波的全波直流脉冲电压输出端+C和回流端子RTN，连接对应的直流电源传输线，直流电源传输线可以由零点几米延伸至几百米后再接到各功率因数校正器PFC的信号输入端，各功率因数校正器PFC的信号输入端分别并接于直流电源传输线两端，各功率因数校正器PFC的信号输出端接对应的灯泡驱动器的信号输入端，各灯泡驱动器的信号输出端作为高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的输出端连接对应的高强度气体放电HID灯泡。
本发明的各灯泡驱动器与所述的灯泡驱动器输出端所并接的高强度气体放电HID灯泡的功率匹配。
共用前端B，如图4所示，图4中的电路均为电子设备中常见的电路。
对应于图2的分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的灯泡驱动器的电原理图，如图6所示，图6中的电路为HID灯电子镇流器中常见的电路，其中功率因数校正器属于有源PFC类型，各种类型的PFC控制器及相关电路均适合本发明采用。在灯泡驱动器中，尽管因被驱动的HID灯的特性、规格的差异而导致驱动控制、保护方法和电路参数不同，但仍属于一种通用电路。
实施例一：
如图1所示，一种分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置，它包括由电磁干扰EMI滤波器、全波整流器和功率因数校正器PFC构成的共用前端A和至少一个与高强度气体放电HID灯泡相对应的灯泡驱动器，所述的电磁干扰EMI滤波器的各信号输入端即共用前端A的信号输入端作为分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的信号输入接市电电源的火线L、零线N，电磁干扰EMI滤波器的各信号输出端接全波整流器的对应信号输入端，全波整流器的各信号输出端接功率因数校正器PFC的各信号输入端，功率因数校正器PFC的各信号输出端作为共用前端A的信号输出端，即是380V～400V直流电压输出端+B和回流端子RTN，连接对应的直流电源传输线，直流电源传输线可以由零点几米延伸至几百米后再接到各灯泡驱动器的信号输入端，各灯泡驱动器的信号输入端分别并接于直流传输线两端，各灯泡驱动器的信号输出端作为分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的输出端连接对应的高强度气体放电HID灯泡。
图1是较大额定功率灯泡应用的配置，如图1所示，共用前端A由电磁干扰EMI虑波器、全波整流器、功率因数校正器PFC三部分组成；它从市电电源的火线L、零线N接入100V～273V 50HZ//60HZ的交流有效值电压，输出端+B(380～400V)的稳定直流电压，并完成功率因数校正，同时具备输入输出短路、输入输出过压欠压、输出过载等故障保护和辅助电源功能，可以根据需要安装在距离灯具较远的合适位置；根据所安装的具体位置的气侯及环境条件，可以设计不同防护等级的外壳和其它警示防护装置。
直流电缆线用来传输由共用前端A输出的直流电流电压到高强度气体放电HID灯灯具内的灯泡驱动器输入端，可以根据传输电流的大小和距离的远近选择线径和长度，如无特殊需要可以用普通的600V，85℃的单芯或多芯铜、铝质导线。灯泡驱动器是镇流器的关键部件，灯泡驱动器N装入各自的灯具N；多个灯具的输入端并接在共用前端A与灯具N之间的直流电缆线两端，输出端接各自的高强度气体放电HID灯泡N；在同一个共用前端A的条件下，灯泡驱动器N应与其输出端所接入的HID灯泡N的功率及特性匹配；不同灯具之间的HID灯泡的额定功率可以相同，也可以不同。接在同一共用前端的HID灯泡功率之和应与共用前端在规定最低市电电压条件下的最大输出功率相匹配，一般情况下应满足：
P∑HID≤PINMAX·η
P∑HID—所有灯泡额定功率之和
PINMAX—共用前端的最大输入功率
η——最低输入市电电压，额定输出功率时的镇流器总效率
在单相供电的条件下，
最低输入电压为100V交流有效值时PINMAX≤1500W；
最低输入电压为150V交流有效值时PINMAX≤2200W；
最低输入电压为200V交流有效值时PINMAX≤3000W；
高强度气体放电HID灯泡可以是纳灯、石英金卤灯、陶瓷金卤灯等的HID灯；灯泡应与灯泡驱动器配合使用。
实施例二：
如图2所示，一种分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置，它包括由电磁干扰EMI滤波器和全波整流器构成的共用前端B、至少一个与高强度气体放电HID灯泡相对应的功率因数校正器PFC和至少一个与高强度气体放电HID灯泡相对应的灯泡驱动器，所述的电磁干扰EMI滤波器的各信号输入端即共用前端B的信号输入端作为分体型高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的信号输入接市电电源的火线L、零线N，电磁干扰EMI滤波器的各信号输出端接全波整流器的对应信号输入端，全波整流器的各信号输出端作为共用前端B的信号输出端，即是经整流器后未经平滑滤波的全波直流脉冲电压输出端+C和回流端子RTN，连接对应的直流电源传输线，直流电源传输线可以由零点几米延伸至几百米后再接到各功率因数校正器PFC的信号输入端，各功率因数校正器PFC的信号输入端分别并接于直流电源传输线两端，各功率因数校正器PFC的信号输出端接对应的灯泡驱动器的信号输入端，各灯泡驱动器的信号输出端作为高强度气体放电HID灯电子镇流器装置的输出端连接对应的高强度气体放电HID灯泡。
由图2所示，共用前端B仅由电磁干扰EMI虑波器和全波整流器组成，它从市电接入100V～273V50HZ//60HZ交流有效值电压，输出全波直流脉冲电压。
直流电缆线用来传输由共用前端B输出的全波直流脉冲电压到灯具内的功率因数校正器的输入端，可以根据传输电流的大小和距离的远近选择线径和长度，如无特殊需要可以用普通的600V，85℃的单芯或多芯铜、铝质导线。功率因数校正器N与灯泡驱动器N及HID灯泡组合于灯具N内，灯泡驱动器N的输入端接功率因数校正器N的输出，灯泡驱动器N的输出端连接HID灯泡N。
一个或多个灯具的输入端并接在共用前端B输出端的直流电缆线两端，在同一个共用前端B的条件下，灯泡驱动器N应与其输出端所接入的HID灯泡N的功率和特性匹配；不同灯具之间的HID灯泡的额定功率可以相同，也可以不同。接在同一共用前端的HID灯泡功率之和应与共用前端在规定最低市电电压条件下的最大输出功率相匹配，一般情况下应满足：
P∑HID≤PINMAX·η
P∑HID—所有灯泡额定功率之和
PINMAX—共用前端的最大输入功率
η——最低输入市电电压，额定输出功率时的镇流器总效率
在单相供电的条件下，
最低输入电压为100V交流有效值时PINMAX≤1500W；
最低输入电压为150V交流有效值时PINMAX≤2200W；
最低输入电压为200V交流有效值时PINMAX≤3000W；
高强度气体放电HID灯泡可以是纳灯、石英金卤灯、陶瓷金卤灯等的HID灯；灯泡应与灯泡驱动器配合使用。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。