[实用新型]高压金属卤化物灯电子镇流器

说明书

本实用新型涉及一种电子镇流器，特别是高压金属卤化物灯用的电子镇流器。

中国西安交通大学出版社1988年11月出版发行的《新颖灯具电路装修大全》第285页公开了一种高压钠灯电子镇流器，该镇流器的线路部分分为：电容1C1、1C2和电感1L1组成双π型射频干扰滤波器；二极管VD1～VD4组成桥式整流器；电感1L2、三极管V4、二极管VD5、和电容1C5等组成升压型有源功率因数校正电路APFC；电阻1R1、电容1C4组成自振荡驱动器IR2155的供电电路；V1、V2为MOSFET功率开关管；1C8为隔直流耦合电容；电感1L2、二极管VD8、电阻1R8、电容1C9等组成灯电路。功率因数预调整器可输出高于AC峰值输入电压的高稳定直流电压，作为功率管V1、V2和灯电路的工作电源。FET管V4导通时，二极管VD5截止；FET管V4截止时，二极管VD5导通，脉冲方波电压经电容1C5滤波，输出低波纹的DC电压。同时，在桥式整流的输入端，AC电流不再呈尖峰的脉冲，而是紧跟AC电压变化的正弦波，为此功率因数可达0.9。电路工作时，可提供3～4KV的点火电压。但针对金属卤化物灯的工作特点，这种镇流器在工作时存在着缺少对灯负载以镇流器本身在异常工作状态下的充分保护。

本实用新型的目的就是提供一种在异常工作条件下对自身以及灯负载均能进行充分保护的高压金属卤化物灯用的电子镇流器。

本实用新型的电子镇流器除包括由二极管D1～D4、电容C1组成的全波整流滤波电路，由IC1、PET管Q1、线圈L1以及组容RC外围元件组成的升压式功率因数校正APFC电路，由功率管Q2、Q3、调整管Q4、互感线圈T2、线圈L2、电容C13、C14以及外围元件组成的逆变驱动输出电路外，特别包括由三极管Q5、Q6、Q7、比较运放IC2、时钟启动控制器件IC3及其外围元件组成的异常工作保护电路。

本实用新型由于在设计上采用了异常工作充分保护电路，工作时有效地保护了负载和镇流器本身免于毁坏，有效地提高了电子镇流器的可靠性。

图1为现有技术的电子镇流器电路工作原理图。

图2为本实用新型的电子镇流器电路工作原理图。

如图2所示，本实用新型中：二极管D1～D4、电容C1、IC1及外围元件、PET管Q1、线圈L1、电容C6等组成脉冲电源电路；功率管Q3、电阻R11、电容C8、双向触发二极管D8、电阻R14、R17、R19、二极管D14、D15，功率管Q2、电阻R16、R18，二极管D13、D20，互感线圈T2、L2、电容C13、C14等组成逆变功率驱动输出电路；互感线圈L2、二极管D16～19、调整管Q4、电阻R12、R13、R15、电容C10、C12、二极管D7、D10、稳压二极管D9组成过裁保护电路。而新增设的异常工作充分保护电路则由：电阻R20、R21、R22、三极管Q5、稳压管D23、电阻R23、电容C15组成异常保护电路的预备供电电路，其中：电阻R21与R22串联，稳压二极管D22的负极接C点，正极与电阻R22另一端的接点和三极管Q5的基极连接，电阻R20的一端与电阻R21另一端的接点连接于E点，另一端与三极管的集电极连接，电阻R23的一端与二极管D20、D21、电容C15的正极的共同接点连接，而二极管D20、D21、电容C15的负极分别与D点、三极管Q5的发射极、C点连接，电阻R23的另一端通过电容C16接C点；电阻R24、R25、R26、R27、电容C17、IC2组成比较运算电路，其中：电阻R24与R25串联，电阻R27与电容C17串联，电阻R24、R25的另一端分别与F点、C点连接，电阻R26的一端与R24、R25的接点连接，另一端与IC2的负输入极连接，电阻R27、电容C17的另一端分别与A点、C点连接，而电阻R27与电容C17的接点与IC2的正输入极连接；电阻R28、R29、R30、三极管Q6组成时钟定时器的驱动电路，其中：电阻R28、R29串联，其接点与三极管Q6的基极连接，电阻R28、R29的另一端分别与IC2的输出端、C点连接，三极管Q6的发射极接C点，集电极与IC3的触发极、电阻R30的一端连接，而电阻R30的另一端与F点连接；电阻R31、电容C18、C19、IC3，电阻R32、R33、开关管Q7、稳压管D23等组成定时器启动逻辑电路和停振保护执行电路，其中：电阻R31、电容C18串联，其接点与IC3的定时输入端连接，而电阻R31、电容C18的另一端分别与F点、C点连接，电容C19接于IC3与C点之间，电阻R32、R33串联，其接点与三极管Q7的基极连接，另一端分别与IC3的输出端、C点连接，三极管Q7的集电极、发射极分别与B、C点连接。其工作原理如下：当接入220V电压后，交流电经过桥式整流滤波变为直流电源供给升压式APFC控制器工作，IC1作为控制器在内部进行电流传感、精密温度补偿电压带隙基准电压调整，它还可以控制输出定时器启动逻辑电路。整个脉冲电源可在电容C6两端产生400V直流电压输出供给功率输出管工作，线路功率因数可达0.96，输入电流总谐波含量THD≤10％。当400V直流电压加至驱动输出电路的一瞬间，电流经电阻R14、电容C9、C14、C13以及在互感线圈T2、L2各绕组的共同反馈作用下，Q2立即进入饱和导通，Q3截止，电流正向流动，电容C13、C14处于充电状态。同时电容C8通过电阻R11充电，当C8上电压达到一定数值时，二极管D8导通，此时功率管Q3基极得到一触发脉冲而导通，在互感线圈T2、L2的作用下，功率管Q3饱和导通，Q2截止，电流流向反向经功率管Q3放电，当功率管Q3的集电极电压低到一定值限时，功率管Q3截止而Q2导通。如此功率管Q2、Q3交替导通，很快形成电感线圈L2、电容C13、C14组成的LC串联电路发生谐振，在C14的两端产生高压高频脉冲点火电压，启动灯负载发光。当负载增加时，线圈L2的正端电压升高，线路中A点的电压升高，直至通过电阻R13、稳压D9管D9、二极管D10，三极管Q4的基极正偏置而导通，将互感线圈T2的T2d绕组经半桥二极管D16～D19短路接地，再通过T2c的反馈调整功率管Q3的导通角，使功率输出拉牵至正常值。当负载电路出现断路或灯熄灭时，电路中A点的电压剧升，通过电阻R27、电容C17的作用，使比较运算器IC2因正输入端电压高于负输入端而输出正反转而输出高电平，接着开关管Q6导通，启动时钟IC3输出高电平，从而使开关管Q7导通，将功率管Q3钳制在截止状态，使逆变驱动功率输出电路停振而无输出，直至定时时钟计时完毕释放输出低电平，使开关管Q7截止，从而有效地保护了镇流器本身和灯负载在异常工作情况下不至于烧毁。电路中当存在负载时，D点的处于高电位，异常保护电路部分中，二极管D21截止，由三极管Q5以及电阻R20、R21、稳压管D23、二极管D21电容C15组成的供电电路不工作，减少的能耗。而无负载时则该部分电路作备用电源工作供电。以70W的本实用新型的电子镇压流器为例，IC2采用LM301AN，IC3采用NE555，A点保护启动电压域值设置为6.5V左右，保护时钟计时设置在15s左右，三极管Q5的输出电压设置在14.5V左右，镇流器异常工作时，电路中D点的电压值设置为15.5V。正常工作时，灯负载两端被加至有25～30kHz、1.5～3.5kV的高频电压。

应当指出的是，在不脱离本实用新型的技术思路的情况下，任何仅仅由于元器件的代换以及参数的选择而形成的产品，均为本实用新型的保护范围。