[发明专利]一种气体放电灯供电电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体放电灯供电电路；在国际专利分类表中，属于H05B41/39。

背景技术

现有技术气体放电灯供电电路使用铁芯镇流器轭流，其由来已久的弊病是灯电流随电源电压的波动较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种气体放电灯供电电路，其灯电流相比现有技术可显著减轻电源电压波动的影响。

本发明解决技术问题的技术方案是，一种气体放电灯供电电路，包括单相交流电源、交流铁芯线圈和气体放电灯；其特征在于：还包括交流电容器；所述交流电容器、交流铁芯线圈和气体放电灯串联后接往单相交流电源；所述交流铁芯线圈的感抗小于所述交流电容器的容抗，且其铁芯工作于其磁性材料磁导率随磁场强度增加而下降区段。

该电路当施加于所述串联电路的单相交流电源电压波动导致气体放电灯的电流波动时，由于交流铁芯线圈的铁芯工作于其磁性材料随磁场强度增加的磁导率下降段，其阻抗呈现与所述电流波动方向相反的改变，导致其与所述交流电容器串联的总阻抗呈现与所述电流波动方向相同的改变，因而抑制电流波动，维持气体放电灯正常工作。其另一意想不到的效果是，该电路具有于电网十分有利的容性超前功率因数，因而无需原铁芯镇流器供电电路所需功率因数补偿电容器，或将此节省用于抵消本技术方案设置交流电容器的成本。此外，交流铁芯线圈的感抗小于所述交流电容器的容抗的设计是一种有利于降低成本的设计。

通常设计所述交流铁芯线圈通入所述气体放电灯的额定电流时的感抗超过所述交流电容器的容抗的数值符合以下关系：

U_N²＝(X*I_H)²+U_H²

式中：

U_N—单相交流电源的额定电压；

X—交流铁芯线圈通入气体放电灯额定电流时的感抗超过交流电容器的容抗的数值；

I_H—气体放电灯的额定电流；

U_H—气体放电灯的额定电压。

其进一步设计为：当所述单相交流电源电压为额定值时，所述交流铁芯线圈的铁芯工作于其磁性材料磁导率随磁场强度增加而下降区段的拐点。可因此获得对导致电流波动的电源电压波动最大的抑制范围。

附图说明

图1是本发明实施例高压汞灯供电电路图；

图2是本发明实施例高压汞灯供电电路电压矢量图；

图3是本发明实施例使用的硅钢片H-μ曲线图。

具体实施方式

本发明实施例电路如图1所示，包括接往交流电网的电源端子1、高压汞灯2、交流电容器3和交流铁芯线圈4，交流电容器3、交流铁芯线圈4和高压汞灯2串联后连接电源端子1。

本发明实施例高压汞灯额定功率50W，灯电压95V，电流0.61A(详见国家标准GB/T21093-2007《高压汞灯性能要求》)；按照灯电路电源电压220V设计各部件为：

——交流铁芯线圈4按照公知技术由适当硅钢片叠片铁芯套以适当匝数的绕组构成，实验调整绕组匝数或/和铁芯截面至其通入交流电流0.61A时的电压约为100V，即感抗为164Ω，此时铁芯磁通密度约为1T，其对应的磁场强度处在如图3所示铁芯所用硅钢片H-μ曲线自磁导率μ最大点A开始随磁场强度H增大而下降的区段A～C中的拐点B或其邻近(μ较高更节省材料，只需电源电压低至下限时铁芯磁通密度仍处在所述曲线的下降区段即可)。铁芯也可以使用其它软磁材料，它们也具有类似图3所示H-μ曲线自μ最大点开始随H增大而下降的区段，见国防工业出版社1979年7月第1版《电路基础》中图4.1-1。该区段的磁导率和磁场强度成单调减关系，可查磁性材料手册或通过实验得到；

——交流电容器3通入交流电流0.61A时的电压约为300V，即容抗为488Ω；

交流电容器3上的电压U_c、交流铁芯线圈4上的电压U_L、灯电压U₅、接往交流电网的电源端子1上的电压U，该4者的矢量关系如图2所示。其中，交流电容器3上的电压U_c与交流铁芯线圈4上的电压U_L之差、灯电压U₅、接往交流电网的电源端子1上的电压U，该3者构成直角三角形关系。因此，按照额定值设计即有