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CN201114931Y - 小功率金卤灯电子镇流器 - Google Patents

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CN201114931Y
CN201114931Y CNU200720112860XU CN200720112860U CN201114931Y CN 201114931 Y CN201114931 Y CN 201114931Y CN U200720112860X U CNU200720112860X U CN U200720112860XU CN 200720112860 U CN200720112860 U CN 200720112860U CN 201114931 Y CN201114931 Y CN 201114931Y
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CN
China
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metal halide
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low
halide lamp
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CNU200720112860XU
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朱忠明
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JIAXING GUANGTAI LIGHTING CO Ltd
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JIAXING GUANGTAI LIGHTING CO Ltd
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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Abstract

本实用新型公开了一种小功率金卤灯电子镇流器，包括直流升压电路、整流电路、全桥逆变电路、高压触发电路和控制电路，整个电路都由一片单片机控制，由单片机产生直流升压电路的PWM控制脉冲和全桥逆变器的低频控制脉冲。它具有体积小、重量轻、效率高、能实现金卤灯快速启动等优点。

Description

小功率金卤灯电子镇流器
技术领域
本实用新型涉及到一种用于小功率金卤灯的电子镇流器，它在金卤灯工作时起镇流作用，属照明电子产品。
背景技术
金属卤化物灯(简称金卤灯)是继白炽灯和荧光灯之后的第三代高效节能绿色光源，金卤灯的发光效率是卤钨灯的4倍，寿命是卤钨灯的10倍，并且显色性更好，因此是替代传统卤钨灯的理想光源。同其它传统的高强度气体放电灯(简称HID灯)一样，金卤灯具有负阻效应，因此使用时必须配镇流器才能工作。由于现有金卤灯使用的都是电感式镇流器，它不仅体积大、重量重，而且效率极低，不能快速启动。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种体积小、重量轻、效率高、能实现金卤灯快速启动的小功率金卤灯电子镇流器。
为解决上述技术问题，本实用新型小功率金卤灯电子镇流器包括直流升压电路、整流电路、全桥逆变电路、高压触发电路和控制电路，整个电路都由一片单片机控制，单片机产生直流升压电路的PWM控制脉冲和全桥逆变器的低频控制脉冲。
上述小功率金卤灯电子镇流器，所述直流升压电路采用单端反激式升压电路，由高频变压器T1、开关管M2、二极管D2和滤波电容C4相连而成。
上述小功率金卤灯电子镇流器，所述单片机通过电阻R3、R4、R5分别与所述全桥逆变电路的两端相连。
上述小功率金卤灯电子镇流器，所述整流电路由L1、L2、C1、C2、C3构成低通滤波电路，由MOS管M1构成输入端极性反接保护电路。
本实用新型由于采用了上述技术方案，工作时，先将DC12V输入电压用直流升压电路升压，在金卤灯启动瞬间升压至400V，主要便于高压触发。而当金卤灯进入稳态时，升压电路输出电压降至85V左右(为金卤灯管额定工作电压)，输出电压再经快恢二极管整流后，变成稳定的直流电。为了消除金卤灯的声频共振现象，金卤灯采用200-500HZ方波驱动，并为此加了一级低频全桥逆变电路。利用直流升压电路输出开路时，在变压器副边产生的高达600V以上尖峰电压，通过隔离二极管对触发电容充电，当电容两端电压超过600V时，高压放电管击穿，电容对高压包原边放电，经高压包耦合在副边产生25KV以上的高压，此高压直接加在金卤灯管的两端，将立即启动金卤灯开始工作。因此，本实用新型电子镇流器可以在金卤灯工作时起到镇流作用，并且能够加快金卤灯的启动过程。它具有体积小、重量轻、效率高、能实现金卤灯快速启动等优点，其重量是现有电感式镇流器的五分之一，效率高达85％。采用单端反激式升压电路，轻载时产生的600V以上的尖峰电压对高压触发电容充电，缩小了传统高压包的体积。单片机通过电阻R3、R4、R5采样全桥逆变器的输入电压和输入电流，可以估算出当前灯功率，并与设定值比较，然后调节DC-DC变换器的PWM脉宽，进行恒功率控制，从而延长了金卤灯的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式：
如图1所示，本实用新型10W小功率金卤灯电子镇流器由整流电路(输入滤波及极性保护电路)、直流升压电路、低频全桥逆变电路、高压点火电路(也即高压触发电路)以及控制电路五大部分组成。
1、直流升压电路
金卤灯稳态额定灯功率仅为10W，为此可选电路结构简单、元件少的单端反激式升压电路。该部分电路主要由高频变压器T1，开关管M2，二极管D2，滤波电容C4组成。为使金卤灯启动时获得较大功率，达到快速启动之目的，可采用二种方法：一种是加宽升压电路的控制脉冲，这种方法控制电路简单，但长时间宽脉冲驱动，易造成开关管损坏；另一种方法是采用变频启动，即启动时降低开关频率，从而获得大功率启动，本实用新型采用变频法。
2、低频全桥逆变电路
金属卤化物灯启动时易熄灭，稳态时易发生声频共振，另外国产汽车金卤灯的一致性还较差，因此本实用新型采用全桥式逆变电路，它主要由M3，M4，M5，M6构成桥式逆变电路，由单片机IC1产生两路逆变脉冲，由IC3，IC4驱动放大，稳态时的逆变频率为400HZ。
3、高压点火电路(即高压触发电路)
金卤灯冷态时点火电压需5KV左右，热态时点火电压在22KV左右，为了产生22KV高压，目前常用的在升压变压器T1的副边加升压线圈，或者用二级独立的变压器构成点火电路，这二种方法的缺点是，增加了电路的复杂性和升压变压器T1的体积。我们知道，单端反激式变换器在负载开路状态将会在每个开关周期的开关瞬间形成很高的尖峰电压，因此，本电路利用这个尖峰电压脉冲(＞600V)，通过电容C5、D3对C6充电，当电容C6上电压达到600V左右时，气体放电管D4击穿，从而在变压器T2原边加上一个600V电压，通过变压器耦合，在其副边产生一个22KV以上的脉冲电压。
4、控制电路
控制电路除产生二路低频全桥逆变脉冲和一路升压电路用的高频脉冲外，还须完成输入欠压过压保护、输出开路、输出短路保护等功能，为此我们选用一片Freescale公司的单片机完成有关计算和控制。R1、R2主要用于输入电池电压采样，R3、R4主要用于逆变桥直流输入电压采样，R5主要用于逆变桥直流输入电流采样，IC2、IC3、IC4用于脉冲驱动。灯功率主要根据逆变桥输入电压Vof和输入电流Iof的反馈值决定，即：PL＝Vof×Iof，当灯功率PL超过设定功率上限11W时，升压变换器开关管M2栅极控制脉冲的宽度变小，当灯功率PL低于设定功率下限9W时，脉冲宽度变大。
5、输入滤波及极性保护电路
为了防止电子镇流器工作时，尤其在启动瞬间对汽车上的其它电子设备产生干扰，由L1，L2，C1，C2，C3构成低通滤波电路，MOS管M1主要用于输入端极性反接保护。

Claims (4)

1、小功率金卤灯电子镇流器，其特征在于，它包括直流升压电路、整流电路、全桥逆变电路、高压触发电路和控制电路，整个电路都由一片单片机控制，该单片机产生所述直流升压电路的PWM控制脉冲和所述全桥逆变器的低频控制脉冲。
2、如权利要求1所述的小功率金卤灯电子镇流器，其特征在于，所述直流升压电路采用单端反激式升压电路，由高频变压器T1、开关管M2、二极管D2和滤波电容C4相连而成。
3、如权利要求1或2所述的小功率金卤灯电子镇流器，其特征在于，所述单片机通过电阻R3、R4、R5分别与所述全桥逆变电路的两端相连。
4、如权利要求1或2所述的小功率金卤灯电子镇流器，其特征在于，所述整流电路由L1、L2、C1、C2、C3构成低通滤波电路，由MOS管M1构成输入端极性反接保护电路。
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