專利名稱：直流超高壓汞燈電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬一種用于直流超高壓汞燈的電子鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù)：
超高壓汞燈在投影儀、多媒體投影儀、正投和背投電視領(lǐng)域有著極為優(yōu)越的性能，發(fā)展非常迅速，應(yīng)用前景廣闊。常用的直流超高壓汞燈要求有15000伏以上的啟動電壓，點燃初期燈電壓降到20伏或更低，而正常工作時燈電壓在60～80伏，所以采用常規(guī)的直流電源在啟動初期很容易因放電電流過大而燒毀燈和鎮(zhèn)流器。此外直流超高壓汞燈要求恒功率運轉(zhuǎn)，一方面以防止光電色參數(shù)變化，另一方面為防止輸入功率過大引起燈的爆裂。因此直流超高壓汞燈對電子鎮(zhèn)流器的要求很高，目前國內(nèi)還沒有此類配套裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型旨在提供一種能夠產(chǎn)生點燃直流超高壓汞燈所需的高壓觸發(fā)電壓、在放電不同階段均能穩(wěn)定放電電流、且能保證在整個壽命過程中保持恒功率運轉(zhuǎn)的直流超高壓汞燈電子鎮(zhèn)流器。
解決上述問題的技術(shù)方案是(參見圖1、圖2)本實用新型設(shè)有由交流或直流電源變換成的幅值適合的直流電源，超高壓汞燈電極間接有高壓觸發(fā)電路，其特征在于在與直流電源連接的超高壓汞燈放電回路里串聯(lián)有電流調(diào)制部件(VT1)，電流調(diào)制部件的調(diào)制信號輸入端與脈沖信號發(fā)生電路連接，電流調(diào)制部件輸出端通過濾波電路與接有高壓觸發(fā)電路的超高壓汞燈電極連接，超高壓汞燈放電回路中設(shè)置有燈電流反饋信號電路和燈電壓降反饋信號電路，其反饋信號輸出端與脈沖信號發(fā)生電路的脈寬調(diào)制信號輸入端連接，所述的高壓觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)為在經(jīng)過電流調(diào)制部件及濾波電路后的超高壓汞燈直流電源兩端并聯(lián)有儲能電容(C27)和充電電阻(R23)串聯(lián)的充電電路，儲能電容(C27)兩端并聯(lián)有大電流放電管(A)與電感繞組(N31)串聯(lián)的電路，電感繞組(N31)的升壓副繞組(N32)輸出端接超高壓汞燈電極。
本實用新型的工作原理是用傳統(tǒng)技術(shù)將交流電源或直流電源變成幅值適合的直流電源(本實用新型不同功率范圍的燈所需的直流電源一般為150～450伏)，串聯(lián)在放電電路里的電流調(diào)制部件在調(diào)制信號輸入端的脈沖信號控制下輸出的電流經(jīng)濾波電路濾波后變成直流電源提供給超高壓汞燈，放電電路設(shè)置的燈電流反饋信號電路和燈電壓降反饋信號電路將燈電流和燈電壓降的取樣反饋信號輸入到脈沖信號發(fā)生電路的脈寬調(diào)制信號輸入端，通過調(diào)整脈沖信號寬度來調(diào)整電流調(diào)制部件輸出的脈沖電流寬度，達到穩(wěn)定并控制放電電流和放電功率的目的。高壓觸發(fā)電路的工作原理是接通電源后，當儲能電容(C27)通過充電電阻(R23)被充電到設(shè)定電壓值時，與其并聯(lián)的大電流放電管(A)被擊穿放電，很大的脈沖電流在電感繞組(N31)上產(chǎn)生一高感應(yīng)電勢，再通過副繞組(N32)升壓產(chǎn)生約15000伏的高壓觸發(fā)信號，點燃超高壓汞燈。
本實用新型能產(chǎn)生點燃超高壓汞燈所需的高壓觸發(fā)信號，并為超高壓汞燈提供穩(wěn)定的直流放電電源，使汞燈放電電流穩(wěn)定，并能保持恒功率運轉(zhuǎn)。


圖1、本實用新型實施例1方框原理圖圖2、本實用新型實施例1電路圖圖3、本實用新型實施例2方框原理圖圖4、本實用新型實施例2電路圖具體實施方案實施例1本例是接入工頻交流電網(wǎng)使用的，其直流電源電路為在交流電源輸入端與整流電路BR1之間串接有由L1、L2和C1、C2、C3、C4、C5組成的高頻電磁濾波電路，整流電路輸出端接有由變壓器T1原邊電感繞組、整流二極管D7與電容C15、C16組成的濾波電路，同時還設(shè)有由場效應(yīng)開關(guān)部件及與開關(guān)部件柵極相連的脈寬調(diào)制電路組成的穩(wěn)壓及功率因數(shù)補償和諧波抑制電路(本例的場效應(yīng)開關(guān)部件及脈寬調(diào)制電路是采用將二者集成于一體的TOPSWITCH250部件，即圖2所示的U2)，該電路開關(guān)部件兩端漏極D及源極S并聯(lián)在濾波電感T1原邊繞組輸出端與地之間，其作用等同于通常的有源功率因數(shù)補償電路。由發(fā)光二極管和光敏三極管集成的具有光耦合放大作用的集成塊U1輸出端接U2的控制端C。U1中發(fā)光二極管的負端接地，正端通過穩(wěn)壓管D8和電阻R6接直流電源正端—即整流二極管D7的輸出端，橋堆BRI的整流輸出端通過穩(wěn)壓管D6和電阻R3接U2的L端，將電源電壓信息送入U2，接有整流二極管D5和濾波電容C11的T1副邊繞組N13產(chǎn)生一直流電壓通過R1加到U1的光敏三極管的集電極，而光敏三極管的發(fā)射極則接到U2的控制信號輸入端C，對U2進行控制。U2的開關(guān)部件產(chǎn)生一脈寬受輸入電源電壓和輸出直流電壓控制的高頻開關(guān)信號，從而提高了電路的功率因數(shù)，抑制了輸入電流中的高次諧波分量，并穩(wěn)定了輸出直流電壓。
直流電源輸出端接電流調(diào)制部件VT1的正極，本例的電流調(diào)制部件VT1為場效應(yīng)管，其輸出端—源極通過L3、C25、C22組成的濾波電路與超高壓汞燈的正電極連接。
與電流調(diào)制管VTI柵極連接的脈沖信號發(fā)生電路由集成電路IC1(型號為555)和IC2(型號為353)組成，IC1與外圍部件組成鋸齒波發(fā)生電路，IC2為雙運放大器，鋸齒波發(fā)生電路輸出端6腳與IC2左側(cè)單元的3腳連接，IC2右側(cè)單元與外圍電路組成線性放大器，燈電流反饋信號電路由串聯(lián)在放電電路里的取樣電阻R11構(gòu)成；燈電壓降反饋信號電路由與超高壓汞燈并聯(lián)連接的R17、R18串聯(lián)組成，其分壓電阻R18為燈電壓取樣電阻，其反饋信號輸出端經(jīng)R20后由R19、R13分壓，R13上的燈電壓取樣與R11上的燈電流取樣信號疊加后再經(jīng)R14加到IC2線性放大電路的5腳放大后由輸出端7腳與左側(cè)脈沖信號發(fā)生電路的脈寬調(diào)制信號輸入端2腳連接，脈沖信號發(fā)生電路輸出端1腳通過場效應(yīng)管VT2和變壓器T2接電流調(diào)制場效應(yīng)管VT1柵極。
高壓觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)為在經(jīng)過電流調(diào)制部件和濾波電路后的超高壓汞燈直流電源兩端并聯(lián)有由儲能電容C27和電阻R23串聯(lián)的充電電路，放電管A為脈沖大電流避雷放電管。自耦變壓器T3的主繞組N31及電感L4、二極管D13與放電管A串聯(lián)連接后并聯(lián)在充電電容C27兩端，變壓器升壓副繞組N32一端與主繞組及充電電容C27的一端連接，另一端與放電燈正電極連接。
本例還設(shè)有異常保護電路，即在放電電路里設(shè)置一電壓信號積分電路，其輸出端接時鐘電路輸入端，時鐘電路輸出端接脈沖信號發(fā)生電路的脈寬調(diào)制信號輸入端IC2的2腳。具體結(jié)構(gòu)是在電壓反饋部件R18兩端接有由R20和積分電容C23組成的電壓積分電路，電容C23的輸出端通過開關(guān)三極管Q1接由IC3集成電路555及外圍電路組成的時鐘電路輸入端2腳，時鐘電路輸出端3腳經(jīng)二極管D11接脈沖信號發(fā)生電路輸入端2腳。
本實施例的工作原理是交流電源經(jīng)電磁濾波、整流、濾波、穩(wěn)壓及功率因數(shù)補償和諧波抑制后變成直流電源接電流調(diào)制場效應(yīng)管VT1，VT1在柵極脈沖信號發(fā)生電路控制下輸出單向脈沖電流，經(jīng)L3、C25、C22濾波后變成直流電提供給超高壓汞燈，汞燈的放電電流和放電電壓降信號即時饋送到脈沖信號發(fā)生電路的脈寬調(diào)制信號輸入端，再向電流調(diào)制部件輸出相應(yīng)脈寬的調(diào)制信號。在超高壓汞燈擊穿初期，燈壓降只有20伏或更低，放電電流很大，電流反饋部件R11上產(chǎn)生的大電壓信號輸?shù)絀C2的線性放大電路放大后再輸?shù)矫}沖發(fā)生電路脈寬調(diào)制信號輸入端，減小輸出的脈沖寬度，該脈沖信號經(jīng)場效應(yīng)三極管VT2和變壓器T2輸?shù)絍T1柵極，使VT1導通角減少，從而電容C25上的壓降即時相應(yīng)降低，限制了燈電流的過度增長。本例可使汞燈擊穿初期的放電電流保持為正常工作電流的1.8倍；隨著燈壓降上升，燈電壓及燈電流的取樣電壓之和相應(yīng)減小，調(diào)整管VT1通導時間增長，最后使燈電壓燈電流維持為穩(wěn)定值。
穩(wěn)定工作狀態(tài)下，電壓反饋部件R18取得的燈電壓信號經(jīng)過R20后由R19、R13分壓再經(jīng)R14輸入IC2控制輸出脈寬，從而調(diào)整VT1的通導角以保證超高壓汞燈以恒功率運轉(zhuǎn)。
如果放電燈不能著火(出現(xiàn)異常狀態(tài))，則放電燈二端長時間處于高電位差狀態(tài)，電壓反饋部件R18取得的燈壓降信號經(jīng)R20、C23積分將超過設(shè)定值，則三極管Q1導通并向IC3的2腳輸出一負脈沖，使時鐘電路啟動并由3腳向IC2輸出正電壓信號，使IC2停止脈沖輸出，VT1停止工作，經(jīng)過設(shè)定時間后IC3輸出的正電壓停止，IC2、VT1重新開始工作，IC3輸出正電壓的時間長短由R25和C30的充電時間常數(shù)決定。
本電路接通電源后，經(jīng)R23使儲能電容C27充電至240伏左右時，大電流放電管A擊穿，這時高達上千安培的尖峰放電電流通過變壓器T3的原繞組N31，在N31中形成近千伏的電勢，并在T3的副繞組N32中感應(yīng)出高達15000伏的觸發(fā)高壓，保證了燈啟動。汞燈點燃后鎮(zhèn)流器的輸出直流電壓降為燈壓降值60～80伏或更低，放電管A及觸發(fā)電路立即停止工作。
本例控制電路所需的低壓電源是由有源功率補償電路提供。
實施例2(圖3、圖4)本例與實施例1不同之處在于由于其直流電源部分未設(shè)置穩(wěn)壓和功率因數(shù)補償及諧波抑制電路，電壓穩(wěn)定性較差，所以在直流電源輸出端設(shè)有由電壓取樣部件組成的直流電源電壓反饋信號電路，該反饋信號電路輸出端與脈沖信號發(fā)生電路的脈寬調(diào)制信號輸入端連接，這樣因工頻電源不穩(wěn)定而導致直流電源不穩(wěn)定時，可通過調(diào)整脈沖信號寬度調(diào)整電流調(diào)制部件的導通時間，消除電源電壓波動對放電電流和放電功率的影響。本例直流電源輸出端的電壓取樣部件由分壓電阻R1與R2構(gòu)成，R2按一定比例得到的取樣信號經(jīng)Q1反轉(zhuǎn)后與燈電流反饋信號和燈電壓降反饋信號疊加后輸入脈沖信號發(fā)生電路的脈寬調(diào)制信號輸入端IC2的2腳。
本例控制電路所需的低壓電源是由集成開關(guān)器件U1(Topswitch223)及周圍電路獨立提供。
權(quán)利要求1.直流超高壓汞燈電子鎮(zhèn)流器，設(shè)有由交流或直流電源變換成的幅值適合的直流電源，超高壓汞燈電極間接有高壓觸發(fā)電路，其特征在于在與直流電源連接的超高壓汞燈放電回路里串聯(lián)有電流調(diào)制部件(VT1)，電流調(diào)制部件的調(diào)制信號輸入端與脈沖信號發(fā)生電路連接，電流調(diào)制部件輸出端通過濾波電路與接有高壓觸發(fā)電路的超高壓汞燈電極連接，超高壓汞燈放電回路中設(shè)置有燈電流反饋信號電路和燈電壓降反饋信號電路，其反饋信號輸出端與脈沖信號發(fā)生電路的脈寬調(diào)制信號輸入端連接，所述的高壓觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)為在經(jīng)過電流調(diào)制部件及濾波電路后的超高壓汞燈直流電源兩端并聯(lián)有儲能電容(C27)和充電電阻(R23)串聯(lián)的充電電路，儲能電容(C27)兩端并聯(lián)有大電流放電管(A)與電感繞組(N31)串聯(lián)的電路，電感繞組(N31)的升壓副繞組(N32)輸出端接超高壓汞燈電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流超高壓汞燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于在所述直流電源輸出端設(shè)有由電壓取樣部件組成的直流電源電壓反饋信號電路，該反饋信號電路輸出端與脈沖信號發(fā)生電路的脈寬調(diào)制信號輸入端連接。
專利摘要直流超高壓汞燈電子鎮(zhèn)流器，設(shè)有直流電源，其特征在于放電回路里串聯(lián)有電流調(diào)制部件(VT1)，其調(diào)制信號輸入端與脈沖信號發(fā)生電路連接，輸出端通過濾波電路與超高壓汞燈連接，放電回路設(shè)置的電流、電壓反饋電路與脈沖電路的調(diào)制輸入端連接，汞燈兩端接有電容、電阻充電電路，充電電容兩端并聯(lián)有大電流放電管與電感繞組組成的高壓觸發(fā)電路，本裝置能產(chǎn)生1.5萬伏的高壓觸發(fā)信號，并使汞燈放電電流穩(wěn)定，保持恒功率運轉(zhuǎn)。
文檔編號H05B41/288GK2571126SQ0224808
公開日2003年9月3日 申請日期2002年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月17日
發(fā)明者楊正名, 柴國生, 張明 申請人:柴國生