[实用新型]可预热调光、有过流保护的磁放大器式电子镇流器

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及的是一种在气体放电灯上使用的，具有预热、调光和过流保护功能的磁放大器式电子镇流装置，由于电路简单，磁放大器可靠耐用，因而具有低成本和高可靠的优点。

背景技术

1  电子镇流器背景技术

气体放电灯包括日光灯、高压和低压钠灯、金属卤化物灯等诸多种类的电光源品种。它们中的热阴极品种，如日光灯，在启动时需要灯丝预热，否则严重影响灯管寿命。它们中的冷阴极品种，如高压和低压钠灯，在启动时虽然不需要灯丝预热，但在启动过程中，流过灯管的电流由小到大，平滑增加，可以明显延长灯管的使用寿命。因此从普遍意义上讲，气体放电灯都需要预热过程。此外，气体放电灯的的保有量庞大，因而气体放电灯的调光对于照明领域的节能降耗意义特别重大。但是由于气体放电灯的辉光和弧光放电特征，无法用普通可控硅工频调节导通相角的方法来调节功率，进而实现调光。已有的调光型气体放电灯用电子镇流器多采用调节频率，改变镇流线圈阻抗的方法来调节功率，进而实现调光或者预热。这种电子镇流器具有节能效果明显、工作电压适应范围宽等诸多优点。但也存在不足。其中最明显的不足是：具有调光和过流保护的电子镇流器普及程度不高。原因是：这种产品的成本偏高。这和此类电子镇流器需要采用价格昂贵的专用集成电路和功率开关器件有关。另一方面，这类电子镇流器由于线路复杂，在高电压条件下，集成电路工作条件苛刻，使其可靠性下降，这无疑是照明领域节能降耗的难题。

2  磁放大器的背景技术

本实用新型不同于现有技术的设计核心是采用了磁放大器技术，因此有必要对磁放大器的背景技术加以说明。

2.1  磁放大器的基本原理

磁放大器是磁饱和放大器的简称。它实质是一种受直流电流控制的饱和电感器。由可饱和磁心和绕制在其上的多组线圈组成。线圈可分为直流控制线圈和交流受控线圈。由于高频磁心采用高导磁率材料，当直流控制线圈中没有直流电流流通时，交流受控线圈的感抗很大，流通的交流电流较小。一旦直流控制线圈中有直流电流流通，而且使磁心饱和，交流受控线圈的感抗将减小，而且流过的直流电流越大，交流受控线圈的感抗越小。这样利用直流控制线圈中较小的直流电流，就可以控制交流受控线圈中较大的交流电流。如果交流受控线圈本身是变压器形式，参见图1，即：交流受控线圈分为交流受控输人线圈(变压器原边，简称：输人线圈)和交流受控输出线圈(变压器副边，简称：输出线圈)，则当直流控制线圈(简称：直流线圈)中没有直流电流流通时，输人线圈的信号可以按照变压器原理，顺利磁耦合到输出线圈。此时可以称磁放大器处于开通状态。一旦直流线圈中有直流电流流通，而且使磁心饱和，磁耦合将被抑制，输出线圈的输出将减弱。直流电流越大，磁心饱和程度越深，磁耦合被抑制的程度就越大。此时可以称磁放大器处于调节状态。继续增大直流电流，导致磁心完全饱和，磁耦合被切断，输出线圈输出为零。此时可以称磁放大器处于关断状态。

变压器原理可用理想变压器方程来描述：

V1/V2＝W1/W2＝N

I1/I2＝W2/W1＝1/N

RL1＝N2*RL2

其中，V1是变压器原边电压；V2是变压器副边电压；I1是变压器原边电流；I1是变压器副边电流；W1变压器原边线圈匝数；W2变压器副边线圈匝数；N是变压器原、副边的匝数比，对磁放大器而言，是指输人线圈(变压器原边)和输出线圈(变压器副边)的匝数比；RL1为变压器原边等效电阻，RL2为变压器副边等效电阻。

磁放大器的突出特点是全固态、抗过载、抗恶劣环境，因而可靠性高，它广泛应用于飞机、舰船等场合，在电源设备中也应用广泛。

2.2  磁放大器绕制中的线圈同名端问题

磁耦合系统的“同名端”的定义是：当电流分别从两线圈各自的某端同时流入(或流出)时，若两者产生的磁通相助，这两端称为两互感线圈的同名端，或称为两互感线圈的始端，用标志“·”表示，而另外的两端则称为两互感线圈的末端。根据磁放大器的工作原理，磁放大器内各线圈的绕制方向必需按磁耦合系统的“同名端”定义来选择。

磁放大器的磁心通常采用铁氧体磁环，它的多个导线线圈则采用在该磁环内孔径上穿绕的方法制成。为了降低线圈的穿绕成本，多个磁放大器共用一个线圈的情况是常见的，比如2个结构相同的磁放大器成对组成“磁放大器对”，参见图1、图2。这两幅图所描述的“磁放大器对”完全等效，图2采用了共用线圈使绕制简化。共用线圈是导线在多个磁放大器的磁环内孔径上穿绕成1个线圈。此时“同名端”问题略显复杂。