高压钠灯电子换能器的制作方法

文档序号:8130640阅读:248来源:国知局
专利名称:高压钠灯电子换能器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种高压钠灯电子换能器
背景技术
目前,在国内外市场,工农业生产、国防建设、医疗、交通等领域都离不 开照明光源。由其高压钠灯应用在道路、广场、小区、码头及公共场所等领域
传统的高压钠灯电感式镇流器有在功率因数低和自身损耗大的缺点,大量 低功率因数电器的使用对电网造成谐波污染,不但增加了供电设备的负荷,使 供发电设施得不到充分利用,而且严重影响其它用电设备的正常运行。
当今世界全球都在提倡节能减排、绿色照明的大环境下,不断有节能灯、 太阳能灯、无极灯等节能产品逐步走进市场。其实高压钠灯是一种高强度气体
放电灯,它不但具有寿命长、光色好,还更具有极强的光效120—140im/w。而 节能灯、太阳能灯、无极灯等只有30—80im / w。如何将高压钠灯所隐藏的节能 潜力发掘出来是大家所关注的。据不完全统计,若将全国高压气体放电灯都能 换上电子换能器,那么全国全年就可以节省电资源300亿千瓦,可以解决目前 全国三分之一的电力缺口。因此,在设计中如何保证较高较强的技术指标、又 能达到稳定工作;据要实现批量生产及应用环境因素需要,是现在高压钠灯电 子换能器所面对的目标。

实用新型内容
本实用新型的组成包括EMI电路①,整流电路②,APFC功率因数校正电 路③,半桥逆变电路④,触发启动电路⑤,PWM脉冲控制保护电路⑥及高频高压点灯电路⑦。
所述整流电路②采用全桥整流电路,为防止电磁干扰在整流桥前级加了 EMI 电路①,使用两级滤波,有效抑制共模、差模干扰和电网污染。使输入电流谐 波满足GB17625. 1及GB17743标准规定的限量。
所述APFC功率因数校正电路③使用BOOST升压主电路将整流输出升压成稳 定的400V直流电压,并能使电路功率因数高达0.99以上。同时,当AC输入电 压在很大的范围波动时也能保证高压钠灯的正常工作。
所述半桥逆变电路④采用高频逆变,由2只IRF406M0SFET管组成,其控制 采用UC3843单端隔离电流型PWN集成电路,并采用变频方式防止声共振,采用 高频镇流电感限制灯电流,使灯电流保持恒定。
所述触发启动电路⑤采用脉冲触发方式,特点是采用继电器,在继电器吸 合瞬间,根据变压器耦合电压原理限流电感侧产生高压脉冲,使灯触发点亮。
所述的P丽脉冲控制保护电路⑥,包括开路(无载)保护,短路保护和声 共振保护。开路保护是通过检测输出电流实现的,如果电流为零则关断控制芯 片,并且拉低控制电源,使控制电路停止工作。短路时进线电流自动减少为零, 保证了电子换能器不受损坏。
本实用新型的特点在于(-)起动电流小,工作极为稳定;例如 一只250W 电子换能器在起动时电流由200mA直到1000mA就正常稳定工作,起动时间为 五分钟内。而一只250W传统电感式镇流器在瞬间起动电流4000mA,十分钟后 电流为3000mA才正常工作。(二)工作电压使用范围宽; 一只电子换能器一般可 以在AC输入电压160V—260V正常启动工作,无频闪现象。而传统电感式镇流 器只能在200V—230V范围内工作,电压少有波动都会出现明显频闪,甚至容易损坏高压钠灯的寿命。曰环境温度在一20C。至50C。也能稳定工作。在工艺 设计中另有配套防风雪、雷雨、潮湿的气候下也能正常工作的功能。如整体 产品线路组装后再灌注有防雨水潮湿的环氧树脂、产品外壳为散热型铝合金材 料等设施。卿整体线路设计中有效强可靠的灯开路(无载)、短路、声共振等保 护设施。
综上所述,电子换能器是一种能为社会节省电资源,也能提高高压钠灯寿 命的好产品。符合国家提倡节能减排、绿色照明的宏观纲领。本发明结构筒单, 使用方便,经济效益十分显著,值得大力推广。


图l.为糸统结构方框图2.为换能器的电子电路原理具体实施方式
如图l.图2.所示,本实用新型包括电子电路(l一7 )。所述的电子电路主 要由EMI滤波电路①、整流电路②、APFC功率因数校正电路③、半桥逆变电路 ④、触发启动电路⑤、P丽脉冲控制保护电路⑥和高频高压点灯电路⑦组成。
所述电子电路图2.AC220V输入(市电)经防雷电路(RV1、 NTC、 Fl)组成 进入EMI滤波电路①,由(L1-1、 L1-2、 L2-1、 L2-2、)和(Cl、 C2、 C3、 CY1、 CY2)组成两级滤波,有效抑制共模、差模干扰和电网污染。
所述EMI滤波电路①输出到整流电路②,由整流桥(BG1)进行AC—DC变 换,经BOOST升压功率因数校正电路③成稳定的直流400V电压。由功率因数补 偿控制集成电路(IC1)及其外围元件组成,使功率因数可达0.99以上。同时, 功率因数校正电路③又是一种升压型开关稳压电源,使正常工作时灯的光通量不会随市电电压的涨落而变化。
所述的APFC功率因数校正电路③升压稳定400V直流电压经过半桥逆变电 路④和电感限流后给灯供电,灯两端电压为高频高压脉冲。
所述的触发启动电路⑤由继电器(JS)、电容(21)、电感(T3)等组成点 灯电路。首先400V直流经(R26)、 (R27)给电容(C21)充电,当启动时,控 制电路触发继电器(JS)瞬间吸合,电容放电,电感(T3)副边瞬间产生电压, 通过耦合,在电感(T3)原边产生高压脉冲,点亮钠灯;灯亮后,由于钠灯的 电阻特性开始正常工作,电感(T3)原边起限流作用以限制灯电流。同时继电 器(JS)因电容放电完毕自动延时断开,可减少电路功耗。继电器(JS)的控 制信号原理如下,当灯未点亮时,电流传感器(T4)的输出为低电平,经过逻 辑电路,在(R36)处产生高电平,触发继电器吸合;当灯正常工作后,电容(C22) 充电电流小于其放电电流且(R36)变为低电平,继电器(JS)自然断开。
所述的半桥逆变电路④其(IC2)采用UC3843单端隔离电流型P而集成电 路控制工作,为了防止声共振现象,采用变频模式,变频电路如图2.中所示, 由(IC3)及外围电路(R31) (C19)组成多谐振荡器产生固定100HZ频率的脉 冲,叠加到(IC2)UC3843的脉冲产生电路,使(IC2)UC3843产生频率范围38K 42KHZ的高频脉冲,经驱动电路驱动半桥逆变电路的两个功率MOSFET。由于电 子换能器频率时刻围绕中心频率40KHZ在士2KHZ范围内变化,即使遇到声频振 荡频率,由于还未来得及形成驻波,频率就已经变化,这样就避免了声共振。
所述的PWM脉冲控制保护电路⑥由(IC3)及其外围元件组成,(IC3)为带 施特触发器的反相器芯片,可选用型号为74HC14或74LS14。
本实用新型的独特之处还在于控制保护电路的巧妙及可靠,其控制原理图如图2.所示;电流传感器检测电流经二极管(D10)整流滤波送到(IC3)的输 入端1脚,开机时电流传感器输出为零,经过(IC3)电路,在6脚输出高电平,
驱动继电器吸合,灯启动电路动作点亮钠灯,灯亮后,电流传感器检测到电流,
使输入电平翻转,6脚输出为低,继电器断开。在没有灯的情况可以提供无灯 保护,此时由于没有检测到电流,6脚输出为高,8脚输出为高,三极管(Q6) 载止、(Q5)导通,使整个控制电路停止工作,起到保护作用。
权利要求1.一种高压钠灯电子换能器,包括EMI电路①、整流电路②、APFC功率因数校正电路③、半桥逆变电路④、触发启动电路⑤、PWM脉冲控制保护电路⑥及高频高压点灯电路⑦;其特征在于,所述EMI电路①对输入的市电进行滤波,并输出到整流电路②,所述整流电路②输出接到APFC功率因数校正电路③,所述APFC功率因数校正电路③输出接到半桥逆变电路④,所述半桥逆变电路④输出接到高频高压点灯电路⑦。
2. 根据权利要求1.所述的电子换能器,其特征在于,整流电路②采用全桥 整流电路,为防止电磁干扰在整流桥前级加了 EMI电路①使用两级滤波,抑制 共模、差模干扰和电网污染。
3. 根据权利要求1.所述的电子换能器,其特征在于,所述APFC功率因数 校正电路③使用BOOST升压主电路将整流输出升压稳定的400 V直流电压,并 能使电路功率因数在0.99以上。
4. 根据权利要求1.所述的电子换能器,其特征在于,半桥逆变电路④采用 高频逆变,由2只IRF406MOSFET管组成,其控制IC采用UC3843单端隔离电 流型PWM集成电路,并采用变频方式防止声共振,采用高频镇流电感限制并恒 定灯电流。
5. 根据权利要求1.所述的电子换能器,其特征在于,所述的触发启动电路⑤ 采用脉冲触发方式,采用继电器,在继电器吸合瞬间,根据变压器耦合电压 原理在限流电感侧产生高频高压脉冲,使灯触发点亮。
6. 根据权利要求l.所述的电子换能器,其特征在于,所述的PWM脉冲控制 保护电路⑥、包括开路保护、短路保护和声共振保护,开路保护是通过检测输 出电流实现的,如果电流为零则关断控制芯片,并且拉低控制电源,使控制电 路停止工作,短路时进线电流自动减少为零,保证了电子换能器不受损坏。
专利摘要本实用新型涉及一种高压钠灯电子换能器,包括EMI抗干扰滤波电路、整流电路、APFC功率因数校正电路、半桥逆变电路、触发启动电路、PWM脉冲控制保护电路及高频高压点灯电路。采用变频技术实现声共振保护,采用继电器、电容、电感实现脉冲启动点灯。采用检测输出电流实现灯开路(无载)保护,灯短路时进线电流自动减少为零,保证了电子换能器不受损坏。本实用新型具有启动电流小,功率因数高达0.99以上,工作性能稳定,成本低,使用寿命长。在相同的亮度下灯泡所需要电功率降低30%以上,节能十分显著,安装简单,便于推广。
文档编号H05B41/292GK201360378SQ20092013679
公开日2009年12月9日 申请日期2009年2月23日 优先权日2009年2月23日
发明者陈炳桂 申请人:陈炳桂
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1