[发明专利]采用自适应电路的高频HID电子镇流器及其应用

说明书

技术领域

本发明属于照明设备技术领域，具体涉及一种高压气体放电灯(HID)所用的电子镇流器，尤其涉及采用自适应电路的高频HID电子镇流器及其应用。

背景技术

将高压气体放电灯（例如金卤灯）作为光源，经常被用于大面积照明，尤其泛光照明，例如车站、码头、广场、高层厂房、矿山和公路的照明。从原理上说，将此类金卤灯用于日常（例如家庭日常）照明不仅可能，而且当属优选。这是因为，与目前广泛推广使用的节能灯甚至LED等相比较，金卤灯光源体积更小，在光通、光效和显色指数等参数综合起来考虑也优于目前流行的节能灯和现有水平的LED，在与灯具配光方面甚至优于白炽灯发光体的灯丝。正是由于这些优点，目前已经有低功率（例如20W左右）金卤灯的应用实例产品出现，用于装饰和商业照明，如时装店、钟表首饰店投光照明。随着近年来陶瓷金卤灯和石英与陶瓷复合电弧管的出现，这种20W左右的低功率金卤灯的色指数很接近白炽灯，接近程度可高达0.95以上。金卤灯虽然问世仅比荧光灯晚30来年，但荧光灯早在30年前就已经出现一体化紧凑型荧光灯，即现在全面普及使用的节能灯。但金卤灯至今在紧凑化方面效果很差。以飞利浦公司金卤灯所用的电子镇流器PAR38/20W为例，使用的元器件数目多、设计复杂、故障率高，相关的PAR灯具的用途也十分有限。究其原因是已有技术中实现金卤灯所用的电子镇流器的设计思路上存在严重的技术偏见：金卤灯所用的电子镇流器都依循电感镇流器低频（通常在800Hz以下）电压电流驱动电弧管，所需的复杂保护电路，导致镇流器自身体积大而无法适应紧凑型小体积要求。

上述现有技术中的这种技术偏见从根本上断送了金卤灯、尤其陶瓷金卤灯的普及性应用的可能，尤其阻碍了一体化紧凑型金卤灯的普及应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稳定度高、体积小的采用自适应电路的高频HID电子镇流器；其克服现有技术中在设计HID的驱动电路中的技术偏见，以高频（例如20KHz）的电压电流来驱动属于HID灯的金卤灯高压电弧管，同时通过相应的技术手段来克服例如启动困难、声振荡等问题，从而提供一种启动可靠、工作稳定、可实现高度集成紧凑型的驱动电路，进而有可能实现金卤灯的普及使用。

本发明所提供的自适应电路的高频HID电子镇流器，其主要包括驱动电路、高压气体放电灯和保护电路；所述驱动电路，用于将输入的市电转换为驱动作为后级负载的高压气体放电灯（HID）所需的功率输出；所述高压气体放电灯，作为所述驱动电路的后级负载被驱动发光，并输出工作状态指示信号；所述保护电路，接收所述高压气体放电灯输出的工作状态指示信号，并当所述的工作状态指示信号指示所述的后级负载工作异常时，输出保护信号来停止所述驱动电路的工作；

所述保护电路包括主保护电路、延时重启电路和哑负载电路；其中：

在主保护电路停止驱动电路工作之后的一个预定的时间后，所述延时重启电路重启驱动电路的工作；

在高压气体放电灯中的电弧管启动点火瞬态过程中未能成功点火时，所述哑负载电路承载了驱动电路提供电弧管启动能量的释放，并将这部分能量用于电弧管的再次点火启动，从而使高压气体放电灯再次启动。

本发明中，所述主保护电路为现有保护电路。

本发明中，所述哑负载电路由一只跳泡和/或一只CCFL组成。

本发明中，所述驱动电路的工作频率在18-27.5KHz之间，并且工作频率的波动范围是±0.15KHz。

本发明中，将所述自适应电路的高频HID电子镇流器用于制造高压气体放电灯（例如金卤灯），并将该放电灯制成照明装置。

本发明中，采用自适应原理电路，即具有自动跟随功能的磁环变压器驱动的双极型三极管自激振荡开关半桥电路，且直接用高频电流驱动金卤灯电弧管，在效果上很好地实现稳定可靠的启动和抑制声振荡。

本发明中，还提供保护电路，接收作为负载的HID灯/金卤灯输出的工作状态指示信号，并当该指示信号指示所述的负载金卤灯工作异常时，输出保护信号来停止驱动电路的工作，然后延时重新启动电路工作。就具体地说，在HID金卤灯和作为哑负载的跳泡或CCFL冷阴极灯管之间，优先触发HID电弧管启动点火。当电弧管未能正常启动时，能量由哑负载电路释放，并启动HID电弧管延时重启电路，再次触发HID电弧管启动点火。