[发明专利]一种电容谐振充电式高气压气体放电灯的点火装置

说明书

本发明公布了一种电容谐振充电式高气压气体放电灯的点火装置，没有火花隙放电,省掉辅助电源,具有电磁干扰小、系统稳定、磁芯不易饱和，对高气压灯很容易点燃等特点。

技术领域

本发明设计一种电容谐振充电式高气压气体放电灯的点火装置，属于激光电源和照明电源系统中的高压气体放电灯的点火装置。

背景技术

对于激光电源而言，最终作用对象为气体泵浦灯，经气体泵浦灯放电为激光器提供泵浦能量。气体泵浦灯的点火工作状态分为1-起辉，2-预燃和3-高压弧光放电三阶段，是一种各阶段比较复杂的非稳态气体放电过程。

传统点火系统中，如图1a、b所示，图a电路属于外触发型，点燃不可靠，且不能通水冷却放电灯，不适用于高气压的放电灯，图b电路中点火电压接到灯9的电极两端。因此主放电电路与灯之间必须加高压隔离继电器8，这种电路中往往含有予燃电源6。由串联谐振原理可知道，在电感4和电容2上将得到幅值为U的脉冲电压，经变压器5升压后，只要nU值大于灯的气体击穿电压U_j，灯的内部气体就被击穿，形成电离通道，中性的气体放电灯变为导体，由于点火电压的能量很小，因灯的两端电压没有降到低于主电电路提供的电压U₀，击穿后不能立即将主电引燃，为此必须有一个予燃电压源6，该电源的输出电压称为点火电压。该电压的作用是当放电灯的气体被击穿后，使灯得放电电流增大，灯两端的电压进一步下将降，当灯两端的电压下降到低于主供电电压U₀时，U₀参与放电，使灯连续点燃，形成稳定的弧光放电。因此予燃电压源必须提供足够的功率使灯两端电压下降到主供电电压U₀值以下。对高气压的放电灯U₀小于70v，点燃电流大于10安，因此予燃电源6在短时间内必须提供大于700w功率。

在上述点火系统中，存在以下问题，1图1b中由于有火花隙3的存在，对不同的灯，要随时调节火花隙的间隙。火花隙放电时产生的电磁干扰极大，在点火时产生嗅氧，2变压器磁芯易饱和，对高气压灯(如氪灯)不易点燃，3必须有一个能在短时间提供足够能量的辅助电源，基于上述原因，我们发明了一种能够克服传统点火系统上述问题的新型点火装置，电路简单成本低，点火可靠。

发明内容

本发明的目的是提供一种不需要火花隙3不需要予燃电源6的高气压气体放电灯的点火装置。

为实现上述目的本发明采用如下技术方案：它包括逆变电变压器、输出电容、高压储能电容、放电晶闸管、升压自耦变压器，谐振充电电容、放电灯；逆变电变压器有两组输出抽头，经整流器及隔离二极管连接到输出电容和高压储能电容上，高压储能器连接到放电晶闸管的阳极，放电晶闸管的阴极连接到升压自耦变压器的输入端，在升压自耦变压器的靠近输入端的两圈处抽头接到谐振电容的一端，谐振电容的另一端接地；升压自耦变压器的输出端与放电灯的阳极相连，放电灯的阴极接地；

所述的逆变电变压器的两组输出电压分别给输出电容和高压储能电容充到一定的电压。在输出电容上得到电压为E₀，高压电容上得到电压为U₀；

当放电晶闸管被驱动信号开通后，在高压储能电容器上的电压通过升压自耦变压器的初级线圈1、2端向谐振电容充电，充电电流在升压变压器的高压端感生出高压脉冲，该高压脉冲使灯击穿；由于被充电到所述谐振电容，作为予然电源的电压，γ为升压自耦变压器升压系数，γ>>1；谐振电容在灯被击穿后，该电压进一步向灯放电，使灯两端电压继续下降，直到低于输出电容上的放电电压E₀，这时输出电容向灯放电，完成高气压放电灯的点燃过程。

本发明所述的电容谐振冲的点火装置实质上就是采用谐振电容的谐振充电过程形成予燃电压。同时在谐振充电过程中形成的高压脉冲两者合一把气体放电灯点燃。

逆变电变压器的高压绕组为高压储能器提供初始能量，省掉外加的较大功率的予燃电源，升压自耦变压器是由环形铁氧体磁芯绕制而成，它提供高压点火脉冲，省掉火花隙。