专利名称：一种高压钠灯用的lc电感电容镇流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体放电灯镇流器，更具体地说，涉及一种高压钠灯用的LC电感电容镇流器。
背景技术：
在道路照明中，现在国内80%以上的路灯是高压钠灯，由于高压钠灯发光效率很高，达到120流明/瓦，发展也比较成熟，所以高压钠灯在道路照明中占据绝对主导地位。而近两年LED试图替换小功率的高压钠灯，从目前来讲，高压钠灯的发光效率能保证在120流明/瓦，但LED各方面做的比较好才能实现100流明/瓦，所以LED本身在高压钠灯的替换上不具备优势。
随着照明电器技术的不断发展，出现了 LC高压钠灯镇流器，这种镇流器具有节能和很好的稳流特性以及 短路电流小等诸多的优点，由于电感电容镇流器有很多优点，所属行业的技术人员一直在对他进行不断深入研究。如《中国照明电器》2002年第8期(双气体放电灯用共轭式电感镇流器)；《光源与照明》2003年第4期(LC镇流器的设计)；以及中国专利专利公开号CN201418192Y ;中国专利专利公开号CN201418193Y ;中国专利专利公开号CN201054852Y ;中国专利专利公开号CN201156837Y。等，这些LC节能镇流器技术符合当前节能减排的形势。然而，LC高压钠灯镇流器存在一个较明显的缺点，这是因为高压钠灯的性能有别于其他的放电灯，高压钠灯在整个寿命期间(I. 2万小时)，灯电压在初始期间为90V左右，到寿命终止时灯电压会上升到160V左右，由于LC气体放电灯镇流器在灯电压上升时系统的电流是呈上升的趋势，这一特性，对灯电压变化小的气体放电灯而言，对气体放电灯工作和寿命都没有影响。但由于高压钠灯在整个寿命期灯的电压变化很大，根据上述LC高压钠灯镇流器的特性，将直接影响高压钠灯的使用寿命。发明内容
鉴于现有技术存在的上述缺陷，本发明提供一种能够适应灯电压变化的高压钠灯用的LC电感电容镇流器。
为了解决上述的技术缺陷，本发明采取以下的技术方案一种高压钠灯(NG)用的 LC电感电容镇流器，包括电感镇流器(L)、电容器(C)、控制器(DJ)，其特征在于
所说的电容器(C)的两端至少接有一路由电容(C21)和开关(K21a)的串联电路；
所说的高压钠灯(NG)的两端(接点3和N端)至少并联接有一路开关(K21a)状态转换的电路。
所说的开关(K21a)状态转换的电路，包括取样电路、驱动信号电路、供电电路、驱动电路和状态转换的执行电路。
取样电路包括单向元件(Dll)、电阻(Rll)、(R12)、(R13)、电容(C31)，所述的单向元件(Dll)、电阻(Rll)、(R12)、(R13)相互串联接在高压钠灯(NG)的两端，电容(C31) 则并联接在(R13)的两端。5
驱动信号电路包括输出驱动信号元件(NAl)和基准元件(Wl)，所述的输出驱动信号的元件(NAl)的负极和基准元件(Wl)的负极相互串联后并联接在电容(C31)和电阻 (R13)的两端。
供电电路包括电容降压元(Call)、电阻(Ral),整流元件(Dall)、(Dal2),稳压元件(Wal)，滤波元件(Cal2)，所述的(Call)与(Ral)并联后一端接电源输入端(L)，另一端同(Dall)的负极和(Dal2)的正极相接，(Wal)的负极、(Cal2)的正极与(Dal2)负极相连接，(Dall)的正极、(Wal)的正极、(Cal2)的负极同电源输入端(N)相连接。
驱动电路和状态转换的执行电路包括接收驱动信号元件(NBl)和电阻(R14)， 驱动元件(VSl)，状态转换执行元件(J21)、(D12)，所述的接收驱动信号元件(NBl)同电阻 (R14)串联后一端接供电电路的(DCl)端点，另一端接所述驱动元件(VSl)的控制极，所述的状态转换执行元件(J21)与(D12)并联后一端接供电电路的(DCl)端点，另一端接所述驱动元件(VSl)的阳极，而所述驱动元件(VSl)的阴极则与电源输入端点N连接。
所说的电感镇流器(L)的接点(I)端还接有开关(K23dl)，电感镇流器(L)的接点(2)端接有开关(K23d2)，开关(K23dl)、(K23d2)的另一端与接点4相连。
所说的电容器(C)与电容(C21)和开关(K21a)的并联回路的两端(Al和A2)还依次并联接有电容(C22)和开关(K22a)的串联电路、(C23)和开关(K23a)的串联电路、 (C24)和开关(K24a)的串联电路、(C25)和开关(K25a)的串联电路；在高压钠灯(NG)的两端(接点3和N端)，接有驱动开关(K21a)、(K22a)、(K23a)、(K24a)、(K25a)状态转换的取样电路和驱动信号电路；在电源输入端点L和N的两点之间，还接有驱动开关(K22a)、 (K23a)、(K24a)、(K25a)状态转换的供电电路、驱动电路和状态转换的执行电路。
所说的开关(K21a)、(K22a)、(K23a)状态转换的取样电路还接有开关(KJ2)， (KJ2)的一端与接点3连接，另一端同BI点连接；所说的开关(K24a)、(K25a)状态转换的取样电路还接有开关(K23c)，(K23c)的一端与接点3连接，另一端同B2点连接。
所说的开关(K22a)状态转换的取样电路包括开关(KJ2)、单向元件(D12)、电阻 (R21)、(R22)、(R23)、电容(C32)，所述的开关(KJ2)、单向元件(D12)、电阻(R21)、(R22)、 (R23)相互串联后，接在高压钠灯(NG)的两端，电容(C32)则并联接在(R23)的两端。
所说的开关(K22a)状态转换的驱动信号电路包括输出驱动信号元件(NA2)和基准元件(W2)，所述的输出驱动信号的元件(NA2)的负极和基准元件(W2)的负极相互串联后并联接在电容(C32)和电阻(R23)的两端。
所说的开关(K23a)状态转换的取样电路包括开关(KJ2)、单向元件(D13)、电阻 (R31)、(R32)、(R33)、电容(C33)，所述的开关(KJ2)、单向元件(D13)、电阻(R31)、(R32)、 (R33)相互串联后，接在高压钠灯(NG)的两端，电容(C33)则并联接在(R33)的两端。
所说的开关(K23a)状态转换的驱动信号电路包括输出驱动信号元件(NA3)和基准元件(W3)，所述的输出驱动信号的元件(NA3)的负极和基准元件(W3)的负极相互串联后并联接在电容(C33)和电阻(R33)的两端。
所说的开关(K24a)状态转换的取样电路包括开关(K23c)、单向元件(D14)、电阻 (R41)、(R42)、(R43)、电容(C34)，所述的开关(K23c)、单向元件(D14)、电阻(R41)、(R42)、 (R43)相互串联后，接在高压钠灯(NG)的两端，电容(C34)则并联接在(R43)的两端。
所说的开关(K25a)状态转换的取样电路包括开关(K23c)、单向元件(D15)、电阻(R51)、(R52)、(R53)、电容(C35)，所述的开关(K23c)、单向元件(D15)、电阻(R51)、(R52)、 (R53)相互串联后，接在高压钠灯(NG)的两端，电容(C35)则并联接在(R53)的两端。
所说的开关(K25a)状态转换的驱动信号电路包括输出驱动信号元件(NA5)和基准元件(W5)，所述的输出驱动信号的元件(NA5)的负极和基准元件(W5)的负极相互串联后并联接在电容(C35)和电阻(R53)的两端。
所说的开关(K22a)状态转换的供电电路包括开关(K21b)、电容降压元(Ca21)、 电阻(Ra2)，整流元件(Da21)、(Da22)，稳压元件(Wa2)，滤波元件(Ca22)，所述的开关 (K21b)的一端与L端子连接，另一端同电容降压元(Ca21)、电阻(Ra2)的并联电路的一端连接，而(Ca21)、(Ra2)并联电路的另一端同(Da21)的负极和(Da22)的正极相接，(Wa2) 的负极、(Ca22)的正极与(Da22)的负极相连接，(Da21)的正极、(Wa2)的正极、(Ca22)的负极同电源输入端(N)相连接。
驱动电路和状态转换的执行电路包括接收驱动信号元件(NB2)和电阻(R24)， 驱动元件(VS2)，状态转换执行元件(J22)、(D22)，所述的接收驱动信号元件(NB2)同电阻 (R24)串联后一端接供电电路的(DC2)端点，另一端接所述驱动元件(VS2)的控制极，所述的状态转换执行元件(J22)与(D22)并联后一端接供电电路的(DC2)端点，另一端接所述驱动元件(VS2)的阳极，而所述驱动元件(VS2)的阴极则与端点N连接。
所说的开关(K23a)状态转换的供电电路包括开关(K22b)、电容降压元(Ca31)、 电阻(Ra3)，整流元件(Da31)、(Da32)，稳压元件(Wa3)，滤波元件(Ca32)，所述的开关 (K22b)的一端与L端子连接，另一端同电容降压元(Ca31)、电阻(Ra3)的并联电路的一端连接，而(Ca31)、(Ra3)并联电路的另一端同(Da31)的负极和(Da32)的正极相接，(Wa3) 的负极、(Ca32)的正极与(Da32)的负极相连接，(Da31)的正极、(Wa3)的正极、(Ca32)的负极同电源输入端(N)相连接。
驱动电路和状态转换的执行电路包括接收驱动信号元件(NB3)和电阻(R34)， 驱动元件(VS3)，状态转换执行元件(J23)、(D32)，所述的接收驱动信号元件(NB3)同电阻 (R34)串联后一端接供电电路的(DC3)端点，另一端接所述驱动元件(VS3)的控制极，所述的状态转换执行元件(J23)与(D32)并联后一端接供电电路的(DC3)端点，另一端接所述驱动元件(VS3)的阳极，而所述驱动元件(VS3)的阴极则与端点N连接。
所说的开关(K24a)状态转换的供电电路包括开关(K23b)、电容降压元(Ca41)、 电阻(Ra4)，整流元件(Da41)、(Da42)，稳压元件(Wa4)，滤波元件(Ca42)，所述的开关 (K23b)的一端与L端子连接，另一端同电容降压元(Ca41)、电阻(Ra4)的并联电路的一端连接，而(Ca41)、(Ra4)并联电路的另一端同(Da41)的负极和(Da42)的正极相接，(Wa4) 的负极、(Ca42)的正极与(Da42)的负极相连接，(Da41)的正极、(Wa4)的正极、(Ca42)的负极同电源输入端(N)相连接。
驱动电路和状态转换的执行电路包括接收驱动信号元件(NB4)和电阻(R44)， 驱动元件(VS4),状态转换执行元件(J24)、(D42),所述的接收驱动信号元件(NB4)同电阻 (R44)串联后一端接供电电路的(DC4)端点，另一端接所述驱动元件(VS4)的控制极，所述的状态转换执行元件(J24)与(D42)并联后一端接供电电路的(DC4)端点，另一端接所述驱动元件(VS4)的阳极，而所述驱动元件(VS4)的阴极则与端点N连接。
所说的开关(K25a)状态转换的供电电路包括开关(K24b)、电容降压元(Ca51)、7电阻(Ra5)，整流元件(Da51)、(Da52)，稳压元件(Wa5)，滤波元件(Ca52)，所述的开关 (K24b)的一端与L端子连接，另一端同电容降压元(Ca51)、电阻(Ra5)的并联电路的一端连接，而(Ca51)、(Ra5)并联电路的另一端同(Da51)的负极和(Da52)的正极相接，(Wa5) 的负极、(Ca52)的正极与(Da52)的负极相连接，(Da51)的正极、(Wa5)的正极、(Ca52)的负极同电源输入端(N)相连接。
驱动电路和状态转换的执行电路包括接收驱动信号元件(NB5)和电阻(R54)， 驱动元件(VS5)，状态转换执行元件(J25)、(D52)，所述的接收驱动信号元件(NB5)同电阻 (R54)串联后一端接供电电路的(DC5)端点，另一端接所述驱动元件(VS5)的控制极，所述的状态转换执行元件(J25)与(D52)并联后一端接供电电路的(DC5)端点，另一端接所述驱动元件(VS5)的阳极，而所述驱动元件(VS5)的阴极则与端点N连接。
本发明的高压钠灯用的LC电感电容镇流器，其独特之处在于，在整个高压钠灯的寿命期间，采用了监控手段，使高压钠灯的工作电压所对应的工作电流得到优化，克服了 LC 电感电容镇流器在高压钠灯的应用中存在的技术缺陷，本发明的技术，使得具有很多优点的高压钠灯用LC电感电容镇流器，成为具有真正应用价值的产品。
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图具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步细述。
参见附图1，图I示出了本发明的250W高压钠灯(NG)用的LC电感电容镇流器的电容(C21)和开关(K21a)的串联电路和开关(K21a)状态转换的电路。
开关(K21a)状态转换的电路，包括取样电路、驱动信号电路、供电电路、驱动电路和状态转换的执行电路。
取样电路包括单向元件(Dll)、电阻(Rll)、(R12)、(R13)相互串联接在高压钠灯 (NG)的两端，电容(C31)则并联接在(R13)的两端，(Dll)、(Rll)、(R12)、(R13)、(C31)构成取样电路。
驱动信号电路包括输出驱动信号元件(NAl)和基准元件(Wl)，所述的输出驱动信号的元件(NAl)的负极和基准元件(Wl)的负极相互串联后并联接在电容(C31)和电阻 (R13)的两端，(NAl)、(Wl)、(C31)构成驱动信号电路。
供电电路包括电容降压元(Call)、电阻(Ral),整流元件(Dall)、(Dal2),稳压元件(Wal)，滤波元件(Cal2)，所述的(Call)与(Ral)并联后一端接电源输入端(L)，另一端同(Dall)的负极和(Dal2)的正极相接，(Wal)的负极、(Cal2)的正极与(Dal2)相连接， (Dall)的正极、(Wal)的正极、(Cal2)的负极同电源输入端(N)相连接，(Call)、(Ral)、 (Dali)、(Dal2)、(Wal)、(Cal2)构成供电电路。
驱动电路和状态转换的执行电路包括接收驱动信号元件(NBl)和电阻(R14)， 驱动元件(VSl)，状态转换执行元件(J21)、(D12)，所述的接收驱动信号元件(NBl)同电阻 (R14)串联后一端接供电电路的(DCl)端点，另一端接所述驱动元件(VSl)的控制极，所述的状态转换执行元件(J21)与(D12)并联后一端接供电电路的(DCl)端点，另一端接所述驱动元件(VSl)的阳极，而所述驱动元件(VSl)的阴极则与端点N连接，(NBl)、(R14)、 (VSl)、(J21)、(Dl2)构成驱动电路和状态转换的执行电路。
当电路接通电源后，电压加在(L)和(N)两端，通过设置在控制器(DJ)中的继电器(KJlb)常闭触点、电感镇流器(L)、触发器(CD)将高压钠灯(NG)点亮。当灯电压达到接近额定值(启动完成后)，继电器(KJ)动作，(KJlb)由常闭变为常开，(KJla)由常开变为常闭，电路转换进入LC镇流。总的电容量为(C) + (C1) + (C21)，(Cl)为变功率电容器(现有技术)。
随着灯工作的时间增加，灯电压上升，当灯电压上升到高压钠灯(NG)两端的取样电路的设定值时，驱动信号元件(NAl)输出驱动信号(本实施例优选用的驱动信号元件为光电耦合器4N35，当然在满足电路要求的情况下，也可以使用其他类型的产品)。在(Dll)、 (Rll)、(R12)(R13)、(C31)的取样电路中，(Dll)是将高压钠灯(NG)的交流电压变为直流电压，提供给驱动信号元件(NA1)，(Rll)、(R12) (R13)是限流电阻，其阻值的确定，以达到设定的灯电压时能驱动元件输出驱动信号，使对应的继电器能动作为原则。本实施例(RH) 的电阻值优选O. 5 2(ΜΩ)，(R12)的电阻值优选O. 5 I (Μ Ω )，(R13)的电阻值优选 100 300(kQ)。(C31)有两个作用，I是对(Dll)的整流进行滤波，2是和(Wl) —起组成延时电路，防止驱动元件(VSl)在取样电路开始工作时瞬时脉冲(或干扰脉冲)使(VSl) 误动作，其工作原理是当镇流器电路未接通电源时，电容(C31)两端的电压为零，当镇流器电路接通电源的瞬间，由于电容(C31)两端的电压不能突变，使接通电源瞬间驱动信号元件(NAl)和(Wl)的电压为零，从而降低了镇流器电路接通电源的瞬间的脉冲干扰。(Wl) 是使(NAl)有一个基础电压(稳压值)目的是降低干扰，本实施例(NAl)稳压值优选3 12V,电容(C31)优选 10 100 μ F。
图中，接在电源(L)和(N)两端的开关(K21a)状态转换电路中的供电电路是电容降压式电路，(Call)是降压电容，(Ral)是放电电阻，(Dali)、(Dal2)、(Wal)是半波整流二极管(当然，也可以是全整流)，(Wal)是稳压二极管，(Cal2)是滤波电容。由于开关(K21a) 状态转换电路中的供电电路是为开关(K21a)状态转换电路的驱动电路提供能量的，所以电容降压式供电电路的元件参数主要由状态转换的执行元件(J21)和接收驱动信号元件 (NBl)所需要的能量来决定。
图中，接在供电电路输出端(DCl)驱动开关(K21a)状态转换电路的驱动电路是由接收驱动信号元件(NBl)和电阻(R14)，驱动元件(VSl)组成，驱动信号元件(NBl)为光电耦合器4N35的输出回路，(R14)为限流电阻，限流要求以配合接收驱动信号元件(NBl)，当状态转换电路达到设定的灯电压时，使驱动元件(VSl)导通为原则。本实施例优选电阻为I.5 5(kQ)，驱动元件(VSl)为可控硅，本实施例优选BT169D。
图中，接在供电电路输出端(DCl)的驱动开关(K21a)状态转换电路的执行电路是由(J21)与(D12)并联后组成，(D12)的作用是消除(J21)在转换时自感电动势对可控硅 (VSl)可能产生的伤害。(J21)根据所控电流来选取触点容量，本实施例优选845HN-2C-C。
在图I的电路工作时，当灯电压上升到高压钠灯(NG)两端的取样电路的设定值时，控硅(VSl)导通，(J21)吸合，开关(K21a)动作，(C21)开路，LC镇流。总的电容量为 (C)+ (Cl)，电容量下降，LC镇流电流降低。(C21)的电容量本实施例优选LC镇流串联电容容量的7% 10%。设定控硅(VSl)导通时间由可调电阻(Rll)完成，改变(Rll)的电阻值，可以改变可控硅(VSl)的起控点。
图3、图4、图5是本发明的250W高压钠灯用的LC电感电容镇流器局部路结构原理图，
图3示出了本发明为克服LC电感电容镇流器在高压钠灯的应用中存在的技术缺陷而设置电容器的切换电路。
图中，电容器(C)与电容(C21)和开关(K21a)的并联回路的两端(Al和A2)还依次并联接有电容(C22)和开关(K22a)的串联电路、(C23)和开关(K23a)的串联电路、 (C24)和开关(K24a)的串联电路、(C25)和开关(K25a)的串联电路，四组开关分别由继电器(J22)、(J23)、(J24)、(J25)依次切换。
图4示出了驱动开关(K21a)、(K22a)、(K23a)、(K24a)、(K25a)状态转换的取样电路和驱动信号电路。
图中，开关(K21a)状态转换的取样电路主要是图I中所示出的开关(K21a)状态转换的取样电路，但也有与图I不同的地方，其不同之处在于在接点3与单向元件(Dll) 之间接有开关(KJ2)，(KJ2)是控制器(DJ)中的继电器(KJ)触点开关中其中的一组，当图 I的电路启动完成后，继电器(KJ)动作，开关(KJ2)由常开变为常闭，接通开关(K21a)状态转换的取样电路。设置开关(KJ2)的优点在于图I的开关(K21a)状态转换的取样电路是并联在高压钠灯(NG)的两端，在触发器(CD)工作时，会有电流流过(Dll)、(Rll)、(R12) (R13)的串联支路，由于现有触发器(CD)的输出功率很小，上述串联支路的分流，将会使触发器(CD)的输出电压降低。由上述开关(KJ2)的工作原理可知，开关(KJ2)的接入，解决了现有触发器(CD)工作时输出电压降低的问题。
图中，开关(K22a)状态转换的取样电路同图I中的开关(K21a)状态转换的取样电路的工作原理以及使用的元器件基本相同，不同之处在于在接点3与单向元件(D12)之间，接有开关(KJ2)，(KJ2)的工作原理如上述相同。
图中，开关(K23a)状态转换的取样电路同图I中的开关(K21a)状态转换的取样电路的工作原理以及使用的元器件基本相同，不同之处在于在接点3与单向元件(D13)之间，接有开关(KJ2)，(KJ2)的工作原理如上述相同。
图中，开关(K24a)状态转换的取样电路同图I中的开关(K21a)状态转换的取样电路的工作原理以及使用的元器件基本相同，不同之处在于在接点3与单向元件(D14)之间，接有开关(K23c), (K23c)是继电器(J23)触点开关中其中的一组，这说明，开关(K24a) 状态转换的取样电路受继电器(J23)的控制，只有继电器(J23)动作，开关(K24a)状态转换的取样电路才被接通。
图中，开关(K25a)状态转换的取样电路同图I中的开关(K21a)状态转换的取样电路的工作原理以及使用的元器件基本相同，不同之处在于在接点3与单向元件(D15)之间，接有开关(K23c)，(K23c)的工作原理如上述相同。
图中，驱动开关(K21a)、(K22a)、(K23a)、(K24a)、(K25a)状态转换的驱动信号电路，S卩(K21a)的输出驱动信号元件(NAl)、基准元件(Wl)和具有延时功能的(C31) ； (K22a) 的输出驱动信号元件(NA2)、基准元件(W2)和具有延时功能的(C32) ； (K23a)的输出驱动信号元件(NA3)、基准元件(W3)和具有延时功能的(C33) ； (K24a)的输出驱动信号元件 (NA4)、基准元件(W4)和具有延时功能的(C34) ； (K25a)的输出驱动信号元件(NA5)、基准元件(W5)和具有延时功能的(C35)同图I所描述的开关(K21a)状态转换的驱动信号电路的工作原理、电路元件均相同。
图5示出了驱动开关(K22a)、(K23a)、(K24a)、(K25a)状态转换的供电电路、驱动电路和状态转换的执行电路。
图中，接在电源(L)和(N)两端的开关(K22a)状态转换电路中的供电电路同图 I中的开关(K21a)状态转换的供电电路的工作原理相同，不同之处在于在电源(L)端与电容(Ca21)、电阻(Ra2)的并联电路之间，接有开关(K21b)，(K21b)是继电器(J21) 二组 (K21a、K21b)触点开关中其中的一组，这说明，开关(K22a)状态转换的供电电路受继电器 (J21)的控制，只有继电器(J21)动作，开关(K22a)状态转换的供电电路才被接通。
图中，接在(DC2)和电源(N)端的开关(K22a)状态转换电路的驱动电路和状态转换的执行电路同图I中所示出的接在供电电路输出端(DCl)驱动开关(K21a)状态转换的驱动电路和状态转换的执行电路的工作原理、电路元件均相同。
接收驱动信号元件(NB2)和电阻(R24)，驱动元件(VS2)，状态转换执行元件 (J22)、(D22)，所述的接收驱动信号元件(NB2)同电阻(R24)串联后一端接供电电路的 (DC2)端点，另一端接所述驱动元件(VS2)的控制极，所述的状态转换执行元件(J22)与 (D22)并联后一端接供电电路的(DC2)端点，另一端接所述驱动元件(VS2)的阳极，而所述驱动元件(VS2)的阴极则与端点N连接。
图中，接在电源(L)和(N)两端的开关(K23a)状态转换电路中的供电电路同图 I中的开关(K21a)状态转换的供电电路的工作原理相同，不同之处在于在电源(L)端与电容(Ca31)、电阻(Ra3)的并联电路之间，接有开关(K22b)，(K22b)是继电器(J22) 二组 (K22a、K22b)触点开关中其中的一组，这说明，开关(K23a)状态转换的供电电路受继电器 (J22)的控制，只有继电器(J22)动作，开关(K23a)状态转换的供电电路才被接通。
图中，接在(DC3)和电源(N)端的开关(K23a)状态转换电路的驱动电路和状态转换的执行电路同图I中所示出的接在供电电路输出端(DCl)驱动开关(K21a)状态转换的驱动电路和状态转换的执行电路的工作原理、电路元件均相同。
图中，接在电源(L)和(N)两端的开关(K23a)状态转换电路中的供电电路同图 I中的开关(K21a)状态转换的供电电路的工作原理相同，另一个不同之处在于继电器 (J23)有四组开关分别为 K23a、K23b、K23c、K23dl 和 K23d2，而 K23a、K23b 同 K22a、K22b 的作用相同，K23c(参见图2)是控制开关(K24a)和(K25a)状态转换的取样电路，K23dl和 K23d2的作用是切换电感镇流器(L)的线圈绕组(参见图2)。当继电器(J23)动作时表明高压钠灯(NG)的灯电压在130V左右，对应的灯电流在2. 4 2. 6左右，由于此时镇流器的工况以不同于初始时的工作情况，因此，有必要对电感镇流器(L)的电感量进行调整，使其与串联的电容器能更好地匹配。继电器(J23)的K23dl和K23d2是执行对电感镇流器(L) 的电感量进行调整的开关，K23dl和K23d2的公共点接接点(4)，也就是串联电容器的一端， K23d2为动断触点，K23dl为动合触点。当继电器(J23)动作时，K23dl和K23d2将电容器串联电感镇流器(L)的接点⑵切换到电感镇流器(L)的接点(I)，实现了对电感镇流器(L) 的电感量的调整。由于继电器(J23)是接在主回路(灯的工作回路)，本发明的250W高压钠灯用的LC电感电容镇流器的最大电流(电感启动的初期)约为4. OA左右，所以本实施例的继电器(J23)优选JQX-13F-4Z。继电器(J23)的选取，以适应LC电感电容镇流器的最大工作电流的要求为原则。
图中，接在电源(L)和(N)两端的开关(K24a)状态转换电路中的供电电路同图 I中的开关(K21a)状态转换的供电电路的工作原理相同，不同之处在于在电源(L)端与电容(Ca41)、电阻(Ra4)的并联电路之间，接有开关(K23b)，(K23b)是继电器(J23)四组 K23a、K23b、K23c、K23dl和K23d2触点开关中其中的一组，这说明，开关(K24a)状态转换的供电电路受继电器(J23)的控制，只有继电器(J23)动作，开关(K24a)状态转换的供电电路才被接通。
图中，接在(DC4)和电源(N)端的开关(K24a)状态转换电路的驱动电路和状态转换的执行电路同图I中所示出的接在供电电路输出端(DCl)驱动开关(K21a)状态转换的驱动电路和状态转换的执行电路的工作原理、电路元件均相同。
图中，接在电源(L)和(N)两端的开关(K25a)状态转换电路中的供电电路同图 I中的开关(K21a)状态转换的供电电路的工作原理相同，不同之处在于在电源(L)端与电容(Ca51)、电阻(Ra5)的并联电路之间，接有开关(K24b)，(K24b)是继电器(J24) 二组 (K24a、K24b)触点开关中其中的一组，这说明，开关(K25a)状态转换的供电电路受继电器 (J24)的控制，只有继电器(J24)动作，开关(K25a)状态转换的供电电路才被接通。
图中，接在(DC5)和电源(N)端的开关(K25a)状态转换电路的驱动电路和状态转换的执行电路同图I中所示出的接在供电电路输出端(DCl)驱动开关(K21a)状态转换的驱动电路和状态转换的执行电路的工作原理、电路元件均相同。
还需要说明的是在本发明的技术方案中，电容器(C21)、(C22)、(C23)、(C24)、 (C25)的电容量的选取。在上述图I的实施例中，(C21)的电容量优选LC镇流串联电容容量的7% 10%，(C22)的电容量也可以优选LC镇流串联电容容量的7% 10%，而(C23) 的电容量的选取则不同于(C21)和(C22)，原因是继电器(J23)动作后，开关(K23dl)和 (K23d2)使电感镇流器(L)的电感量被改变(电感量增加)，在容性电路里(LC电感电容镇流器电路呈容性)，电感量增加电路电流会增加，所以，(C23)的电容量也要增加(切掉更大容量的电容来达到减小电路电流的目的)。本发明的实施例(C23)的电容量优选LC镇流串联电容容量的12% 16%。当继电器(J23)动作后，说明灯电压以是130V左右，所以 (C24)、(C25)的电容量的选取应减小，本实施例(C24)、(C25)的电容量优选LC镇流串联电容容量的3% 5% ；
在本发明的技术方案中，针对高压钠灯在整个寿命期间，灯电压在初始期间为90V 左右，而到寿命终止时灯电压会上升到160V左右情况，采取了对高压钠灯在整个寿命期间全程监控的措施，监控的取样主要由可调电阻(Rll)和相关的取样元件、可调电阻(R21)和相关的取样元件、可调电阻(R31)和相关的取样元件、(可调电阻R41)和相关的取样元件、 可调电阻(R51)和相关的取样元件(参阅图I或图4)来完成，改变(Rll) (R51)的电阻值，可使受控继电器(J21)、(J22)、(J23)、(J24)、(J25)在不同的灯电压下动作，从而优化对应的灯电流。本实施例在90V 160V的灯电压范围之内，通过调整(Rll) (R51)的电阻值，优选设置了五段控制措施，分别为110￥左右、120￥左右、130￥左右、140￥左右和150V左右。
本发明的高压钠灯用的LC电感电容镇流器，依据GB/T15042-2008的标准检测，其电流波形为I. 57，镇流器的调整为98. 8%，镇流器的输出参数(镇流器调整的特性曲线) 明显优于基准镇流器(在额定电压下的基准镇流器的特性曲线)。
本发明列举的仅为本发明的较佳实施方式，凡在本发明的工作原理和思路下所做的等同技术变换均视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种高压钠灯(NG)用的LC电感电容镇流器，包括电感镇流器(L)、电容器(C)、控制器(DJ)，其特征在于所说的电容器(C)的两端至少接有一路由电容(C21)和开关(K21a)的串联电路；所说的高压钠灯(NG)的两端至少并联接有一路开关(K21a)状态转换的电路。
2.根据权利要求I所说的高压钠灯(NG)用的LC电感电容镇流器，其特征在于所说的开关(K21a)状态转换的电路包括取样电路、驱动信号电路、供电电路、驱动电路和状态转换的执行电路；取样电路包括单向元件(Dll)、电阻(Rll)、(R12)、(R13)、电容(C31)，所述的单向元件(Dll)、电阻(Rll)、(R12)、(R13)相互串联接在高压钠灯(NG)的两端，电容(C31)则并联接在(R13)的两端；驱动信号电路包括输出驱动信号元件(NAl)和基准元件(Wl)，所述的输出驱动信号的元件(NAl)的负极和基准元件(Wl)的负极相互串联后并联接在电容(C31)和电阻(R13) 的两端；供电电路包括电容降压元(Call)、电阻(Ral)，整流元件(Dali)、(Dal2)，稳压元件 (Wal)，滤波元件(Cal2)，所述的(Call)与(Ral)并联后一端接电源输入端(L)，另一端同 (Dall)的负极和(Dal2)的正极相接，(Wal)的负极、(Cal2)的正极与(Dal2)负极相连接， (Dall)的正极、(Wal)的正极、(Cal2)的负极同电源输入端(N)相连接；驱动电路和状态转换的执行电路包括接收驱动信号元件(NBl)和电阻(R14)，驱动元件(VSl)，状态转换执行元件(J21)、(D12)，所述的接收驱动信号元件(NBl)同电阻(R14) 串联后一端接供电电路的(DCl)端点，另一端接所述驱动元件(VSl)的控制极，所述的状态转换执行元件(J21)与(D12)并联后一端接供电电路的(DCl)端点，另一端接所述驱动元件(VSl)的阳极，而所述驱动元件(VSl)的阴极则与电源输入端点N连接。
3.根据权利要求I所说的高压钠灯用的LC电感电容镇流器，其特征在于所说的电感镇流器(L)的接点(I)端还接有开关(K23dl)，电感镇流器(L)的接点(2)端接有开关 (K23d2)，开关(K23dl)、(K23d2)的另一端与接点4相连。
4.根据权利要求I或2所说的高压钠灯用的LC电感电容镇流器，其特征在于所说的电容器(C)与电容(C21)和开关(K21a)的并联回路的两端(Al和A2)还依次并联接有电容 (C22)和开关(K22a)的串联电路、(C23)和开关(K23a)的串联电路、(C24)和开关(K24a) 的串联电路、(C25)和开关(K25a)的串联电路；在高压钠灯(NG)的两端，还接有驱动开关(K22a)、(K23a)、(K24a)、(K25a)状态转换的取样电路和驱动信号电路；在电源输入端点L和N的两点之间，还接有驱动开关(K22a)、 (K23a)、(K24a)、(K25a)状态转换的供电电路、驱动电路和状态转换的执行电路。
5.根据权利要求2或4所说的高压钠灯用的LC电感电容镇流器，其特征在于所说的开关(K21a)、(K22a)、(K23a)状态转换的取样电路还接有开关(KJ2)，(KJ2)的一端与接点 3连接，另一端同BI点连接；所说的开关(K24a)、(K25a)状态转换的取样电路还接有开关 (K23c)，(K23c)的一端与接点3连接，另一端同B2点连接。
6.根据权利要求4或5所说的高压钠灯用的LC电感电容镇流器，其特征在于所说的开关(K22a)、状态转换的取样电路包括开关(KJ2)、单向元件(D12)、电阻(R21)、(R22)、 (R23)、电容(C32)，所述的开关(KJ2)、单向元件(D12)、电阻(R21)、(R22)、(R23)相互串联后，并联接在高压钠灯(NG)的两端，电容(C32)则并联接在(R23)的两端；所说的开关(K22a)状态转换的驱动信号电路包括输出驱动信号元件(NA2)和基准元件(W2)，所述的输出驱动信号的元件(NA2)的负极和基准元件(W2)的负极相互串联后并联接在电容(C32)和电阻(R23)的两端；所说的开关(K23a)状态转换的取样电路包括开关(KJ2)、单向元件(D13)、电阻 (R31)、(R32)、(R33)、电容(C33)，所述的开关(KJ2)、单向元件(D13)、电阻(R31)、(R32)、 (R33)相互串联后，接在高压钠灯(NG)的两端，电容(C33)则并联接在(R33)的两端；所说的开关(K23a)状态转换的驱动信号电路包括输出驱动信号元件(NA3)和基准元件(W3)，所述的输出驱动信号的元件(NA3)的负极和基准元件(W3)的负极相互串联后并联接在电容(C33)和电阻(R33)的两端；所说的开关(K24a)状态转换的取样电路包括开关(K23c)、单向元件(D14)、电阻 (R41)、(R42)、(R43)、电容(C34)，所述的开关(K23c)、单向元件(D14)、电阻(R41)、(R42)、 (R43)相互串联后，接在高压钠灯(NG)的两端，电容(C34)则并联接在(R43)的两端；所说的开关(K24a)状态转换的驱动信号电路包括输出驱动信号元件(NA4)和基准元件(W4)，所述的输出驱动信号的元件(NA4)的负极和基准元件(W4)的负极相互串联后并联接在电容(C34)和电阻(R43)的两端；所说的开关(K25a)状态转换的取样电路包括开关(K23c)、单向元件(D15)、电阻 (R51)、(R52)、(R53)、电容(C35)，所述的开关(K23c)、单向元件(D15)、电阻(R51)、(R52)、 (R53)相互串联后，接在高压钠灯(NG)的两端，电容(C35)则并联接在(R53)的两端；所说的开关(K25a)状态转换的驱动信号电路包括输出驱动信号元件(NA5)和基准元件(W5)，所述的输出驱动信号的元件(NA5)的负极和基准元件(W5)的负极相互串联后并联接在电容(C35)和电阻(R53)的两端。
7.根据权利要求4所说的高压钠灯用的LC电感电容镇流器，其特征在于所说的开关 (K22a)状态转换的供电电路包括开关(K21b)、电容降压元(Ca21)、电阻(Ra2)，整流元件 (Da21)、(Da22)，稳压元件(Wa2)，滤波元件(Ca22)，所述的开关(K21b)的一端与L端子连接，另一端同电容降压元(Ca21)、电阻(Ra2)的并联电路的一端连接，而(Ca21)、(Ra2)并联电路的另一端同(Da21)的负极和(Da22)的正极相接，(Wa2)的负极、(Ca22)的正极与 (Da22)的负极同直流电源输出端(DC2)相连接，(Da21)的正极、(Wa2)的正极、(Ca22)的负极同电源输入端(N)相连接；驱动电路和状态转换的执行电路包括接收驱动信号元件(NB2)和电阻(R24)、驱动元件(VS2)、状态转换执行元件(J22)、(D22)，所述的接收驱动信号元件(NB2)同电阻(R24) 串联后一端接供电电路的(DC2)端点，另一端接所述驱动元件(VS2)的控制极，所述的状态转换执行元件(J22)与(D22)并联后一端接供电电路的(DC2)端点，另一端接所述驱动元件(VS2)的阳极，而所述驱动元件(VS2)的阴极则与端点N连接；所说的开关(K23a)状态转换的供电电路包括开关(K22b)、电容降压元(Ca31)、电阻 (Ra3)，整流元件(Da31)、(Da32)，稳压元件(Wa3)，滤波元件(Ca32)，所述的开关(K22b)的一端与L端子连接，另一端同电容降压元(Ca31)、电阻(Ra3)的并联电路的一端连接，而 (Ca31)、(Ra3)并联电路的另一端同(Da31)的负极和(Da32)的正极相接，(Wa3)的负极、 (Ca32)的正极与(Da32)的负极同直流电源输出端(DC3)相连接，(Da31)的正极、(Wa3)的正极、(Ca32)的负极同电源输入端(N)相连接；驱动电路和状态转换的执行电路包括接收驱动信号元件(NB3)和电阻(R34)、驱动元件(VS3)、状态转换执行元件(J23)、(D32)，所述的接收驱动信号元件(NB3)同电阻(R34) 串联后一端接供电电路的(DC3)端点，另一端接所述驱动元件(VS3)的控制极，所述的状态转换执行元件(J23)与(D32)并联后一端接供电电路的(DC3)端点，另一端接所述驱动元件(VS3)的阳极，而所述驱动元件(VS3)的阴极则与端点N连接；所说的开关(K24a)状态转换的供电电路包括开关(K23b)、电容降压元(Ca41)、电阻 (Ra4)，整流元件(Da41)、(Da42)，稳压元件(Wa4)，滤波元件(Ca42)，所述的开关(K23b)的一端与L端子连接，另一端同电容降压元(Ca41)、电阻(Ra4)的并联电路的一端连接，而 (Ca41)、(Ra4)并联电路的另一端同(Da41)的负极和(Da42)的正极相接，(Wa4)的负极、 (Ca42)的正极与(Da42)的负极同直流电源输出端(DC4)相连接，(Da41)的正极、(Wa4)的正极、(Ca42)的负极同电源输入端(N)相连接；驱动电路和状态转换的执行电路包括接收驱动信号元件(NB4)和电阻(R44)、驱动元件(VS4)、状态转换执行元件(J24)、(D42)，所述的接收驱动信号元件(NB4)同电阻(R44) 串联后一端接供电电路的(DC4)端点，另一端接所述驱动元件(VS4)的控制极，所述的状态转换执行元件(J24)与(D42)并联后一端接供电电路的(DC4)端点，另一端接所述驱动元件(VS4)的阳极，而所述驱动元件(VS4)的阴极则与端点N连接；所说的开关(K25a)状态转换的供电电路包括开关(K24b)、电容降压元(Ca51)、电阻 (Ra5)，整流元件(Da51)、(Da52)，稳压元件(Wa5)，滤波元件(Ca52)，所述的开关(K24b)的一端与L端子连接，另一端同电容降压元(Ca51)、电阻(Ra5)的并联电路的一端连接，而 (Ca51)、(Ra5)并联电路的另一端同(Da51)的负极和(Da52)的正极相接，(Wa5)的负极、 (Ca52)的正极与(Da52)的负极同直流电源输出端(DC5)相连接，(Da51)的正极、(Wa5)的正极、(Ca52)的负极同电源输入端(N)相连接；驱动电路和状态转换的执行电路包括接收驱动信号元件(NB5)和电阻(R54)，驱动元件(VS5)，状态转换执行元件(J25)、(D52)，所述的接收驱动信号元件(NB5)同电阻(R54) 串联后一端接供电电路的(DC5)端点，另一端接所述驱动元件(VS5)的控制极，所述的状态转换执行元件(J25)与(D52)并联后一端接供电电路的(DC5)端点，另一端接所述驱动元件(VS5)的阳极，而所述驱动元件(VS5)的阴极则与端点N连接。
全文摘要
一种高压钠灯用的LC电感电容镇流器，包括电容器(C)、控制器(DJ)，所说的电容器(C)的两端至少接有一路由电容(C21)和开关(K21)的串联电路；所说的高压钠灯(NG)的两端至少并联接有一路开关(K21)状态转换的电路。本发明的高压钠灯用的LC电感电容镇流器，有效地克服了现有高压钠灯用的LC电感电容镇流器影响高压钠灯使用寿命的技术缺陷，使得具有很多优点的高压钠灯用LC电感电容镇流器，成为具有真正应用价值的产品。
文档编号H05B41/288GK102946681SQ201210194480
公开日2013年2月27日 申请日期2012年6月5日 优先权日2011年6月20日
发明者李顺华 申请人:李顺华