專利名稱：高強(qiáng)度氣體放電燈數(shù)字化電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)電路，適用于高壓鈉燈和金屬鹵化物燈鎮(zhèn)流器的逆變電路驅(qū)動(dòng)。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度氣體放電燈在當(dāng)今照明系統(tǒng)中占有重要的地位。高強(qiáng)度氣體放電燈具有光效高、壽命長(zhǎng)和功率范圍廣等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為繼白熾燈、熒光燈之后的第三代電光源，廣泛應(yīng)用于廣場(chǎng)、碼頭、車間和道路等室內(nèi)外照明環(huán)境中。在高強(qiáng)度氣體放電燈點(diǎn)亮過程中，電子束穿過氣體媒介時(shí)產(chǎn)生光。高頻電子鎮(zhèn)流器已經(jīng)越來越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器，它具有效率高、體積小、控制靈活等特點(diǎn)。高頻電子鎮(zhèn)流器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，它一般由整流及功率因數(shù)校正電路1、高頻逆變電路3、帶有高強(qiáng)度氣體放電燈L的負(fù)載電路2和逆變橋驅(qū)動(dòng)電路4組成，高頻逆變電路3使燈工作在高頻，它是通過逆變橋驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生兩個(gè)交替的高頻控制脈沖，使高頻逆變電路的上下兩個(gè)功率開關(guān)交替動(dòng)作，產(chǎn)生高頻的方波輸出，通過負(fù)載電路2在穩(wěn)定狀態(tài)下為燈提供一個(gè)穩(wěn)定的電流。傳統(tǒng)的逆變橋驅(qū)動(dòng)電路一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作不可靠。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠的逆變橋驅(qū)動(dòng)電路。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種高強(qiáng)度氣體放電燈數(shù)字化電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)電路，它由信號(hào)發(fā)生電路5、信號(hào)處理電路6和驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路7組成，信號(hào)發(fā)生電路5由單片機(jī)U1、晶振體XT1、三個(gè)電容(C23-C25)、電阻R37和電源+VC組成，單片機(jī)U1的腳1連接電容C23的一端并接地，單片機(jī)U1的腳2至腳8、腳11、腳12、腳14、腳15都懸空，單片機(jī)U1的腳9連接電阻R37的一端、晶振體XT1的一端和電容C25的一端，電容C25的另一端接地，單片機(jī)U1的腳10連接電阻R37的另一端、晶振體XT1的另一端和電容C24的一端，電容C24的另一端接地，單片機(jī)U1的腳16連接電容C23的另一端和電源+VC，單片機(jī)U1的腳13連接信號(hào)處理電路6的輸入端，信號(hào)處理電路6的輸出端連接驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路7的輸入端。本實(shí)用新型工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路7的兩個(gè)輸出端分別用于驅(qū)動(dòng)功率管G1和功率管G2，從而完成高頻逆變的過程。在本電路設(shè)計(jì)中使用單片機(jī)產(chǎn)生PWM輸出信號(hào)。單片機(jī)使用Motorola的MC908KX型號(hào)單片機(jī)，使用直流5V電壓供電，采用19.6608MHZ外部晶振。因?yàn)閱纹瑱C(jī)結(jié)構(gòu)小巧，工作可靠，能在其內(nèi)部編寫程序來完成很多實(shí)際運(yùn)行中所需要的功能，如通過在U1的腳7和腳8采集負(fù)載的功率反饋信號(hào)來進(jìn)行自動(dòng)的功率調(diào)節(jié)和滑頻，利用U1的腳14輸出氣體放電燈的啟動(dòng)信號(hào)等功能，在本設(shè)計(jì)中還利用單片機(jī)的RXD和TXD和外界進(jìn)行串行通訊，用它接受外界的控制調(diào)節(jié)要求和傳送鎮(zhèn)流器的工作狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)流器的信息化和自動(dòng)化控制。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和利于推廣的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是現(xiàn)有電子鎮(zhèn)流器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本實(shí)用新型實(shí)施方式一中信號(hào)發(fā)生電路5的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是實(shí)施方式二中信號(hào)處理電路6的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是實(shí)施方式三中驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路7的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖2、圖3具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式由信號(hào)發(fā)生電路5、信號(hào)處理電路6和驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路7組成，信號(hào)發(fā)生電路5由單片機(jī)U1、晶振體XT1、三個(gè)電容(C23-C25)、電阻R37和電源+VC組成，單片機(jī)U1的腳1連接電容C23的一端并接地，單片機(jī)U1的腳2至腳8、腳11、腳12、腳14、腳15都懸空，單片機(jī)U1的腳9連接電阻R37的一端、晶振體XT1的一端和電容C25的一端，電容C25的另一端接地，單片機(jī)U1的腳10連接電阻R37的另一端、晶振體XT1的另一端和電容C24的一端，電容C24的另一端接地，單片機(jī)U1的腳16連接電容C23的另一端和電源+VC，單片機(jī)U1的腳13連接信號(hào)處理電路6的輸入端，信號(hào)處理電路6的輸出端連接驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路7的輸入端。
具體實(shí)施方式
二下面結(jié)合圖4具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是，信號(hào)處理電路6由三個(gè)電阻(R1-R3)、三個(gè)電容(C1-C3)、三個(gè)三極管(Q1-Q3)和電源+VA組成，電阻R1的一端連接電容C1的一端和信號(hào)發(fā)生電路5的輸出端，電阻R1的另一端連接電容C1的另一端和三極管Q1的基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的集電極連接電阻R2的一端和電阻R3的一端，電阻R2的另一端連接電源+VA，電阻R3的另一端連接三極管Q2的基極和三極管Q3的基極，三極管Q2的集電極連接電源+VA，三極管Q2的發(fā)射極連接三極管Q3的發(fā)射極、電容C2的一端和電容C3的一端，三極管Q3的集電極接地，電容C2和電容C3的另一端連在一起并連接在驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路7的輸入端上。信號(hào)處理電路6的主要作用是對(duì)單片機(jī)輸出的PWM信號(hào)進(jìn)行處理。單片機(jī)輸出的PWM信號(hào)通過電阻R1和電容C1加到三極管Q1上，電容起到加速信號(hào)的作用，電阻起到限流的作用。三極管Q1和電阻R2組成一個(gè)非門電路，三極管Q1的集電極點(diǎn)輸出一個(gè)與PWM信號(hào)相反的信號(hào)，并作為輸入信號(hào)通過電阻R3向下一級(jí)傳送，其中三極管Q1的集電極是通過電阻R2和直流電壓相連，這樣就可以把單片機(jī)的低壓信號(hào)變成高一點(diǎn)的電壓，產(chǎn)生了電平變換。下一級(jí)電路為由三極管Q2和Q3組成的推挽式輸出電路，其主要起信號(hào)放大作用，同樣也可以加快信號(hào)的上升和下降速度，推挽輸出信號(hào)再次經(jīng)過電容C2和C3加入到下級(jí)驅(qū)動(dòng)輸出部分電路中的脈沖變壓器T1的輸入端，電容的作用是隔離直流的作用，防止脈沖變壓器磁芯磁化，同時(shí)它還有一定的濾波功能，可以有效濾除信號(hào)中的雜波。經(jīng)過處理過的信號(hào)加入到下級(jí)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路中。
具體實(shí)施方式
三下面結(jié)合圖5具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路7由脈沖變壓器T1、輸出電路7-1和輸出電路7-2組成，脈沖變壓器T1原邊線圈的同名端連接信號(hào)處理電路6的輸出端，脈沖變壓器T1原邊線圈的非同名端接地，輸出電路7-1由三個(gè)電阻(R4、R5、R6)、兩個(gè)二極管(D1-D2)、三極管Q4和穩(wěn)壓管D3組成，脈沖變壓器T1副邊線圈L1同名端連接電阻R5的一端和二極管D1的陰極，二極管D1的陽(yáng)極連接電阻R6的一端、三極管Q4的發(fā)射極和穩(wěn)壓管D3的陽(yáng)極并接地，電阻R5的另一端連接電阻R6的另一端、二極管D2的陽(yáng)極和三極管Q4的基極，穩(wěn)壓管D3的陰極連接三極管Q4的集電極、二極管D2的陰極和電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接副邊線圈L1的非同名端，脈沖變壓器T1的副邊線圈L2的同名端與副邊線圈L1的同名端相位相反，輸出電路7-2的組成和連接方式與輸出電路7-1相同。本實(shí)施方式工作時(shí)，穩(wěn)壓管D3的陽(yáng)極和陰極分別連功率管G1的源極和柵極，穩(wěn)壓管D6的陽(yáng)極和陰極分別連接功率管G2的源極和柵極，從而完成對(duì)高頻逆變電路3的驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路7的主要作用是把一個(gè)輸入信號(hào)生成兩個(gè)互補(bǔ)的脈沖信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)高頻逆變器電路3中的上下兩個(gè)功率MOSFET管的交替關(guān)斷。經(jīng)信號(hào)處理電路6處理后的信號(hào)加到本部分脈沖變壓器的輸入端，脈沖變壓器的原端接一個(gè)線圈，副端接兩個(gè)極性相反的線圈，在工作時(shí)產(chǎn)生一對(duì)互補(bǔ)的信號(hào)輸出，來驅(qū)動(dòng)半橋上下兩個(gè)功率MOSFET管產(chǎn)生交替開關(guān)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)流器的高頻逆變交流方波輸出。信號(hào)處理電路6輸出的信號(hào)經(jīng)過脈沖變壓器的作用，在脈沖變壓器副邊產(chǎn)生極性相反的兩路信號(hào)，上面為正極性時(shí)，下面即為負(fù)極性，半個(gè)周期產(chǎn)生一次交替變化。其工作原理為當(dāng)上面周期為正極性時(shí)，電流順時(shí)針流動(dòng)，輸出上正下負(fù)，二極管D1、T1副端線圈L1、電阻R4再加上功率MOSFET管形成通路，由于二極管D1處于正向?qū)顟B(tài)，所以電阻R5、R6上的電壓很低，同時(shí)加在三極管Q4基極上的電壓也很低，三極管Q4處于截止?fàn)顟B(tài)，二極管D2也反相截止，D3二極管為穩(wěn)壓二極管，它使輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓穩(wěn)定在一定的值上，防止電壓過高擊穿功率MOSFET管；當(dāng)上線圈為陰極性時(shí)，電流逆時(shí)針流動(dòng)，D1截止，D2開通，電阻R4、副邊線圈L1、電阻R5、二極管D2形成電流回路，這樣使加在三極管Q4基極上的電壓升高，使三極管Q4導(dǎo)通，形成回路，抽走功率MOSFET管柵極上的積聚電荷，使功率MOSFET管快速關(guān)斷。另一路輸出信號(hào)和上一路輸出信號(hào)為互補(bǔ)關(guān)系，工作原理相同。
權(quán)利要求1.一種高強(qiáng)度氣體放電燈數(shù)字化電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)電路，其特征是它由信號(hào)發(fā)生電路(5)、信號(hào)處理電路(6)和驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路(7)組成，信號(hào)發(fā)生電路(5)由單片機(jī)(U1)、晶振體(XT1)、三個(gè)電容(C23-C25)、電阻(R37)和電源(+VC)組成，單片機(jī)(U1)的腳1連接電容(C23)的一端并接地，單片機(jī)(U1)的腳2至腳8、腳11、腳12、腳14、腳15都懸空，單片機(jī)(U1)的腳9連接電阻(R37)的一端、晶振體(XT1)的一端和電容(C25)的一端，電容(C25)的另一端接地，單片機(jī)(U1)的腳10連接電阻(R37)的另一端、晶振體(XT1)的另一端和電容(C24)的一端，電容(C24)的另一端接地，單片機(jī)(U1)的腳16連接電容(C23)的另一端和電源(+VC)，單片機(jī)(U1)的腳13連接信號(hào)處理電路(6)的輸入端，信號(hào)處理電路(6)的輸出端連接驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路(7)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度氣體放電燈數(shù)字化電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)電路，其特征是信號(hào)處理電路(6)由三個(gè)電阻(R1-R3)、三個(gè)電容(C1-C3)、三個(gè)三極管(Q1-Q3)和電源(+VA)組成，電阻(R1)的一端連接電容(C1)的一端和信號(hào)發(fā)生電路(5)的輸出端，電阻(R1)的另一端連接電容(C1)的另一端和三極管(Q1)的基極，三極管(Q1)的發(fā)射極接地，三極管(Q1)的集電極連接電阻(R2)的一端和電阻(R3)的一端，電阻(R2)的另一端連接電源(+VA)，電阻(R3)的另一端連接三極管(Q2)的基極和三極管(Q3)的基極，三極管(Q2)的集電極連接電源(+VA)，三極管(Q2)的發(fā)射極連接三極管(Q3)的發(fā)射極、電容(C2)的一端和電容(C3)的一端，三極管(Q3)的集電極接地，電容(C2)和電容(C3)的另一端連在一起并連接在驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路(7)的輸入端上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度氣體放電燈數(shù)字化電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)電路，其特征是驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路(7)由脈沖變壓器(T1)、輸出電路(7-1)和輸出電路(7-2)組成，脈沖變壓器(T1)原邊線圈的同名端連接信號(hào)處理電路(6)的輸出端，脈沖變壓器(T1)原邊線圈的非同名端接地，輸出電路(7-1)由三個(gè)電阻(R4、R5、R6)、兩個(gè)二極管(D1-D2)、三極管(Q4)和穩(wěn)壓管(D3)組成，脈沖變壓器(T1)副邊線圈(L1)同名端連接電阻(R5)的一端和二極管(D1)的陰極，二極管(D1)的陽(yáng)極連接電阻(R6)的一端、三極管(Q4)的發(fā)射極和穩(wěn)壓管(D3)的陽(yáng)極并接地，電阻(R5)的另一端連接電阻(R6)的另一端、二極管(D2)的陽(yáng)極和三極管(Q4)的基極，穩(wěn)壓管(D3)的陰極連接三極管(Q4)的集電極、二極管(D2)的陰極和電阻(R4)的一端，電阻(R4)的另一端連接副邊線圈(L1)的非同名端。
專利摘要本實(shí)用新型公開高強(qiáng)度氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)電路——高強(qiáng)度氣體放電燈數(shù)字化電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)電路。它由信號(hào)發(fā)生電路(5)、信號(hào)處理電路(6)和驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出電路(7)組成，(5)由單片機(jī)(U1)、晶振體(XT1)、三個(gè)電容(C23－C25)、電阻(R37)和電源(+VC)組成，(U1)的腳1連接(C23)的一端并接地，(U1)的腳9連接(R37)的一端、(XT1)的一端和電容(C25)的一端，(C25)的另一端接地，(U1)的腳10連接(R37)的另一端、(XT1)的另一端和(C24)的一端，(U1)的腳16連接(C23)的另一端和(+VC)，(U1)的腳13連接(6)的輸入端，(6)的輸出端連接(7)的輸入端。本電路設(shè)計(jì)中使用單片機(jī)產(chǎn)生PWM輸出信號(hào)。單片機(jī)結(jié)構(gòu)小巧，工作可靠。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和利于推廣的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H05B41/28GK2698010SQ20042001871
公開日2005年5月4日 申請(qǐng)日期2004年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者徐殿國(guó), 劉漢奎, 莫桂林, 于志, 楊華 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)