CN107318209A - 一种用于金卤灯电子镇流器的高低压点火电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于金卤灯电子镇流器的高低压点火电路，包括低压谐振电路、高压点火电路和控制电路。低压谐振电路接金卤灯电子镇流器的半桥输出，高压点火电路接低压谐振电路，控制电路接高压点火电路，低压谐振电路用于在冷态点灯时提供2kV以上点灯电压，并在热态时为高压点火电路提供触发电平；高压点火电路用于在热态点灯时提供20kV以上高压进行点火；控制电压通过采样总线电压用于产生控制电平控制高压点火电路。本发明既可以保证在市电不稳或误操作导致灯熄灭后可以马上重启，又可以避免单一高压点灯对灯管电极的积累性损伤。

Description

一种用于金卤灯电子镇流器的高低压点火电路

技术领域

本发明涉及金卤灯电子镇流器，尤其涉及一种用于金卤灯电子镇流器的高低压点火电路。

背景技术

金卤灯是金属卤化物灯的简称。金卤灯是一种在汞和稀有金属的卤化物混合蒸气中产生电弧放电发光的放电灯，金属卤化物灯是在高压汞灯基础上添加各种金属卤化物制成的第三代光源。金卤灯具有发光效率高、显色性能好、寿命长等优点，是一种接近日光色的节能新光源，广泛应用于体育场馆、展览中心、大型商场、工业厂房、街道广场、车站、码头等场所的室内照明。

金卤灯内充有少量金属卤化物和气体，从触发到正常发光大致分为三阶段。 1.触发阶段：金属卤化物灯内无灯丝，只有两个电极，直接加上工作电压不能点燃，必须先加高压使灯内气体电离。高压由专用触发器产生。 2.着火阶段：灯泡触发后，电极的放电电压进一步加热电极，形成辉光放电，并为弧光放电创造条件。 3.正常发光阶段：在辉光放电的作用下，电极温度越来越高，发射的电子数量越来越多，迅速过渡到弧光放电。随着温度进一步升高，灯的发光越来越强直到正常，全部过程需时较长。

金卤灯在冷态时内部气压较低，只要电极两端达到2kV以上电压即可保证点火。而热态启动时，由于内部气压较高，需20kV以上电压才能较好启动。故对于一般低压点火电路，需要热态延时保护功能，使灯冷却之后再进行点灯。另一种办法是始终用20kV以上高压点灯，但就目前金卤灯工艺来说多次的高压点灯会对灯管电极造成累积性损伤，使得金卤灯寿命下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种用于金卤灯电子镇流器的高低压点火电路，以提高金卤灯的可靠性和便利性。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种金卤灯高低压点火电路，利用控制电路使金卤灯在通常情况下的冷态点灯时用2kV左右较低的电压点火，而当灯热态熄灭马上重启时切换为20kV以上的高压点火，以保证在对电极损伤较小的情况下，灯能在任何情况下随时被点亮。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于金卤灯电子镇流器的高低压点火电路，包括第一至第四电容、谐振电感、变压器、放电管、第一电阻、控制信号产生模块和控制管；

所述第一电容一端接金卤灯电子镇流器的半桥输出，另一端和谐振电感的一端相连；

所述谐振电感的另一端分别和第二电容的一端、变压器次级线圈的一端相连；

所述第二电容的另一端分别和第三电容的一端、变压器初级线圈的一端相连；

所述变压器次级线圈的另一端和金卤灯的一端相连，变压器初级线圈的另一端和所述放电管的一端相连；

所述放电管的另一端分别和所述第一电阻的一端、第四电容的一端相连；

所述控制管的栅极和所述控制信号产生模块的输出端相连，控制管的漏极分别和所述第一电阻的另一端、第四电容的另一端相连，控制管的源极分别和所述第三电容的另一端、地、金卤灯的另一端相连；

所述控制信号产生模块用于根据输入信号判断灯的冷热状态以控制所述控制管工作，其输入端接金卤灯电子镇流器的总线电压。

作为本发明一种用于金卤灯电子镇流器的高低压点火电路进一步的优化方案，高低压点火电路还包含温度传感器，所述温度传感器用于感应金卤灯的温度，且将温度传感器的感应电压替代金卤灯电子镇流器的总线电压输入控制信号产生模块的输入端。

作为本发明一种用于金卤灯电子镇流器的高低压点火电路进一步的优化方案，所述控制信号产生模块包含第一至第三电压比较器、第二至第七电阻、第五电容、信号输入端和信号输出端；

所述第一至第三电压比较器的电源端均接预设的工作电压V_cc、接地端均接地；

所述第二电阻一端和所述信号输入端相连，另一端分别和第三电阻的一端、第一电压比较器的同向输入端相连；

所述第一电压比较器的反向输入端接预设的基准电压V_REF，输出端和所述第四电阻的一端相连；

所述第四电阻的另一端分别和所述第五电阻的一端、第二电压比较器的同向输入端相连；

所述第二电压比较器的反向输入端分别和第五电容的一端、第六电阻的一端相连，输出端分别和所述第五电阻的另一端、第六电阻的另一端、第三电压比较器的反相输入端相连；

所述第三电压比较器的同向输入端分别和第七电阻的一端、第八电阻的一端相连，输出端和所述信号输出端相连；

所述第七电阻的另一端和预设的工作电压V_cc相连；

所述第五电阻的另一端、第五电容的另一端、第十电容的另一端均接地。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

利用控制电路使金卤灯在通常情况下的冷态点灯时用2kV左右较低的电压点火，而当灯热态熄灭马上重启时切换为20kV以上的高压点火，保证了灯能在任何情况下随时被点亮，同时通过控制电路设定的延时时间等灯冷却时切换至低压谐振点火，使得对电极的损伤极小，从而增加了灯的寿命。

附图说明

图1为金卤灯高低压点火原理图；

图2是用于金卤灯电子镇流器的高低压点火电路的电路结构示意图；

图3是基于信号处理反馈控制的用于金卤灯电子镇流器的高低压点火电路的电路示意图；

图4是控制信号产生模块的一种电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1和图2所示，本发明公开了一种用于金卤灯电子整流器的高低压点火电路，包括低压谐振电路、高压点火电路和控制电路。

所述低压谐振电路接金卤灯电子镇流器的半桥输出，所述高压点火电路接所述低压谐振电路，所述控制电路接所述高压点火电路，所述低压谐振电路用于在冷态点灯时提供2kV以上点灯电压，并在热态时为所述高压点火电路提供触发电平；所述高压点火电路用于在热态点灯时提供20kV以上高压进行点火；所述控制电压通过采样总线电压用于产生控制电平控制高压点火电路。

所述低压谐振电路包括第一至第三电容和谐振电感。所述第一电容一端接金卤灯电子镇流器的半桥输出，另一端接谐振电感的一端；谐振电感的另一端接第二电容的一端，第二电容的另一端接第三电容的一端。第一电容在给定的点灯频率下起到了隔直作用。谐振电感、第二电容、第三电容在给定的半桥驱动点火频率下达到或接近谐振。

所述第二电容、第三电容在低压谐振回路中呈串联关系，且等效电容值远小于第一电容。

所述高压点火电路包括变压器、放电管、第四电容和第一电阻；所述变压器初级线圈一端连接所述第二电容的另一端、另一端连接所述放电管的一端；变压器次级线圈一端分别和谐振电感的另一端、第二电容的一端相连接，另一端与金卤灯的一端相连接；所述放电管的另一端分别和第一电阻的一端、第四电容的一端相连。

所述控制电路包括控制信号产生模块和控制管；所述控制信号产生模块的输出接控制管栅极，所述控制管的漏极分别和第一电阻的另一端、第四电容的另一端相连，所述控制管的源极分别和第三电容的一端、金卤灯的另一端、地相连，控制管以串联形式接入所述高压点火电路含放电管的支路中。

控制信号产生模块的输入端接金卤灯电子镇流器的总线电压。

还可以设置器用于感应金卤灯温度的温度传感器，将温度传感器的感应电压替代金卤灯电子镇流器的总线电压输入控制信号产生模块的输入端。

图2中，C1：第一电容；L：谐振电感；C2：第二电容；C3：第三电容；T：变压器；B：金卤灯；D：放电管；R1：第一电阻；C4：第四电容；M：控制管；Vc：控制信号输入；Vin：半桥驱动输入电压。

如图3所示，在使用IC或是单片机控制时，通过分压电阻R2和R3采样灯管电压，由IC处理判断，若灯管电压很快变低则点灯正常，输出控制信号始终为低电平，使控制管断开。若取样出电压持续较高，说明此时为异常启动状态，控制信号输出高电平，控制管导通，利用高压点灯。

控制信号产生模块根据总线电压或温度传感器的电压判断灯的冷热状态，其输出数字电平的高低来控制控制管的开关，从而对高低压点火方式进行选择；判断方式可以是但不局限于对灯管电压电流采样后的IC或单片机处理，还包括根据总线或输入电压波动而进行的信号处理。

图4是控制信号产生模块一种实现形式，其中，V_in:总线电压输入；C5:延时电容；V_C1:控制输出。在使用分立器件控制时，控制输出连接整个点火电路的控制管的栅极。V_in为总线输入电压，V_cc为比较器供电电压，V_REF为预设的基准电压，R4是第二电阻，R5是第三电阻，R6是第四电阻，R7是第五电阻，R8是第六电阻，R9是第七电阻，R10是第八电阻，C5是第五电容。

所述控制信号产生模块包含第一至第三电压比较器、第二至第七电阻、第五电容、信号输入端和信号输出端；

所述第一至第三电压比较器的电源端均接预设的工作电压V_cc、接地端均接地；

所述第二电阻一端和所述信号输入端相连，另一端分别和第三电阻的一端、第一电压比较器的同向输入端相连；

所述第一电压比较器的反向输入端接预设的基准电压V_REF，输出端和所述第四电阻的一端相连；

所述第四电阻的另一端分别和所述第五电阻的一端、第二电压比较器的同向输入端相连；

所述第二电压比较器的反向输入端分别和第五电容的一端、第六电阻的一端相连，输出端分别和所述第五电阻的另一端、第六电阻的另一端、第三电压比较器的反相输入端相连；

所述第三电压比较器的同向输入端分别和第七电阻的一端、第八电阻的一端相连，输出端和所述信号输出端相连；

所述第七电阻的另一端和预设的工作电压V_cc相连；

所述第五电阻的另一端、第五电容的另一端、第十电容的另一端均接地。

当正常启动时，R4与R5的分压大于基准电压V_REF第一比较器输出高电平，由于第二比较器连接一个延时电容，使得第二比较器输出高电平，而第三比较器的同向输入端电压为R9与R10的分压，所以第三比较器输出为低电平，点火系统的控制管断开，利用谐振回路点灯。当突然断电或人为误操作关灯后重启时，由于延时电容C5上的电荷存储，使第二比较器输出低电平，第三比较器输出高电平，点火系统控制管闭合，此时启动点灯则会触发放电管，利用变压器产生的高压点灯。而一旦延时电容C5放电到特定值以下后，第二比较器输出再次变为高电平，第三比较器输出为低电平，保证灯冷却后启动时不使用高压点火。这里参考延时时间5-8分钟。

整个高低压点火电路在一般点火电路的基础上调整了元件参数分配与位置，针对低压点火适当增加了变压器、放电管与控制管，成本较低。控制灵活，可根据需要选择IC或分立器件控制，可靠性高，能有效保证金卤灯的顺利启动，并提高金卤灯的市场化实用前景。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于金卤灯电子镇流器的高低压点火电路，其特征在于，包括第一至第四电容、谐振电感、变压器、放电管、第一电阻、控制信号产生模块和控制管；

所述第一电容一端接金卤灯电子镇流器的半桥输出，另一端和谐振电感的一端相连；

所述谐振电感的另一端分别和第二电容的一端、变压器次级线圈的一端相连；

所述第二电容的另一端分别和第三电容的一端、变压器初级线圈的一端相连；

所述变压器次级线圈的另一端和金卤灯的一端相连，变压器初级线圈的另一端和所述放电管的一端相连；

所述放电管的另一端分别和所述第一电阻的一端、第四电容的一端相连；

所述控制管的栅极和所述控制信号产生模块的输出端相连，控制管的漏极分别和所述第一电阻的另一端、第四电容的另一端相连，控制管的源极分别和所述第三电容的另一端、地、金卤灯的另一端相连；

所述控制信号产生模块用于根据输入信号判断灯的冷热状态以控制所述控制管工作，其输入端接金卤灯电子镇流器的总线电压。

2.根据权利要求1所述的用于金卤灯电子镇流器的高低压点火电路，其特征在于，还包含温度传感器，所述温度传感器用于感应金卤灯的温度，且将温度传感器的感应电压替代金卤灯电子镇流器的总线电压输入控制信号产生模块的输入端。

3.根据权利要求1或2所述的用于金卤灯电子镇流器的高低压点火电路，其特征在于，所述控制信号产生模块包含第一至第三电压比较器、第二至第七电阻、第五电容、信号输入端和信号输出端；

所述第一至第三电压比较器的电源端均接预设的工作电压V_cc、接地端均接地；

所述第二电阻一端和所述信号输入端相连，另一端分别和第三电阻的一端、第一电压比较器的同向输入端相连；

所述第一电压比较器的反向输入端接预设的基准电压V_REF，输出端和所述第四电阻的一端相连；

所述第四电阻的另一端分别和所述第五电阻的一端、第二电压比较器的同向输入端相连；

所述第二电压比较器的反向输入端分别和第五电容的一端、第六电阻的一端相连，输出端分别和所述第五电阻的另一端、第六电阻的另一端、第三电压比较器的反相输入端相连；

所述第三电压比较器的同向输入端分别和第七电阻的一端、第八电阻的一端相连，输出端和所述信号输出端相连；

所述第七电阻的另一端和预设的工作电压V_cc相连；

所述第五电阻的另一端、第五电容的另一端、第十电容的另一端均接地。