[实用新型]恒功率气体放电灯电子镇流器

说明书

本实用新型属电光源技术领域，特别涉及用于金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯等大功率、高光效气体放电灯的限压限流恒功率供电装置。

目前，气体放电灯因光效高、显色性好、寿命长、功率大等优点，已在众多照明领域获得广泛使用，但由于其伏一安特性非线性的缘故，需要镇流器进行启动和稳弧放电。国内目前与之配套的镇流器大致可分为电感式镇流器和电子镇流器两大类。电感式镇流器因需工频感性元件而导致体积庞大、重量大、电网侧功率因数低、效率低、灯管的放电电流和寿命受网压波动影响大，不利于节能照明。国内外也有几种电子镇流器，但线路复杂、可靠性低、输出性能不佳、成本高、不利于气体放电灯的高效稳定运行和延长寿命。

本实用新型的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种恒功率气体放电灯电子镇流器，使其具有体积小、重量轻、成本低、效率高、电网侧功率因数高、能限压限流恒功率输出的优点，可用于金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯的高性能电子镇流器，尤其适用于照明要求高的场合。

本实用新型提出的一种恒功率气体放电灯电子镇流器，包括相互电路连接的主功率变换电路、控制电路及触发器；所说的主功率变换电路包括滤波器、与滤波器输出端相连的工频整流及滤波电路、与该工频整流及滤波电路的输出端相连的近似恒功率降压变换电路及与该变换电路输出端相连的桥式逆变电路。

所说的主功率变换电路中的滤波器可由电容及共模电感构成。

所说的主功率变换电路中的工频整流滤波电路可由整流桥及电容构成。

所说的主功率变换电路中的降压近似恒功率变换电路可由功率场效应管、二极管、滤波电感及电容组成。

所说的主功率变换电路中的全桥逆变电路可由功率场效应管构成。

所说的控制电路可由近似恒功率控制及驱动电路及与其相连的方波逆变控制及驱动电路组成，该近似恒功率控制及驱动电路可采用两运算放大器。

所说的串联触发器可采用串联多级升压电路。

本实用新型的工作原理：当接通交流电时，电源通过整流滤波电路变为直流后送到降压近似恒功率变换电路，降压近似恒功率变换电路根据控制电路产生的触发脉冲对直流电压进行斩波形成脉动直流电压，该脉动直流电压经电感滤波和二极管续流形成所需的具有限压限流近似恒功率输出特性的直流输出。该输出再经全桥逆变电路变成低频交流方波，该方波再经串联的高压触发电路后给气体放电灯提供近似恒功率的电流，从而实现气体放电灯的稳定运行，提高使用寿命。

由于采用了高频电力电子技术，系统取消了工频感性元件，大大减小了体积和重量，提高了电能利用率，当电网电压在220±10％内波动时，本镇流器可恒定地输出功率，减少了电网电压波动对灯寿命和亮度的影响。同时，本电子镇流器还具有控制简单、性能/价格比高、使用安全可靠的优点。

附图简要说明：

图1为本实用新型的电子镇流器实施例总体连接图。

图2为本实施例电子镇流器恒功率降压单元U/I输出、功率输出特性。

图为本实施例电子镇流器恒功率控制分析图。

图4为本实施例电子镇流器两极触发的高压包连接图。

下面结合各附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

本实用新型实施例的总体结构如图1所示。由主功率变换电路、控制电路及触发器组成，在图中分别用I，II，III表示以上三个部分。主电路包括EMI滤波器、工频整流及滤波电路、近似恒功率降压变换电路及桥式逆变电路等单元。其中电容C1、C2、C3及共模电感GM1组成EMI滤波器。整流桥BR1及电容C4、E1组成工频整流滤波电路。功率场效应管M1、二极管D1、滤波电感L1及电容C5组成BUCK降压近似恒功率变换电路，电阻R1、R2电容C6、C7组成功率管M1、D1的缓冲电路。功率场效应管M2~M5组成全桥逆变电路；控制电路由近似恒功率PWM控制及驱动电路、200HZ方波逆变控制及驱动电路组成；串联触发器采用串联多级升压电路。各部分电路分别详细说明如下：

(1)本镇流器降压近似恒功率变换级输出电压U0~电流I0特性(图2中的2)和输出功率特性曲线(图2中的1)如图2中所示。这样的曲线用于拟合恒功率曲线，实现镇流器工作区间的恒功输出和限压限流功能。公式1和公式2就是两条曲线的方程。

I₀＝I_MAX(1-U₀/U_MAX)    公式1