專利名稱：高壓鈉燈電容式鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了高壓鈉燈(以下簡稱鈉燈)的一種節(jié)電鎮(zhèn)流裝置。
目前，公知的鈉燈鎮(zhèn)流器是由電感線圈構(gòu)成的，因而稱作電感式鎮(zhèn)流器。此鎮(zhèn)流器主要有以下作用1、在點(diǎn)燃鈉燈時(shí)，利用電感線圈的自感效應(yīng)產(chǎn)生高壓電勢使鈉燈啟輝；2、鈉燈啟輝后，利用電感線圈對交流電的阻抗特性，穩(wěn)定鈉燈的工作電流。這種電感式鎮(zhèn)流器的主要缺點(diǎn)是在工作時(shí)鎮(zhèn)流器本身存在鐵損及銅損，因而耗電大，浪費(fèi)電能。鎮(zhèn)流器工作時(shí)其本身的耗電量約為鈉燈耗電量的15％左右，一個(gè)功率為250W的鈉燈，其鎮(zhèn)流器的耗電功率為40W左右。比外，這種鎮(zhèn)流器為電感性負(fù)載，功率因數(shù)很低，大量投入使用后將降低電網(wǎng)的功率因數(shù)，使電網(wǎng)內(nèi)無功電流加大，增加線路損耗，降低電網(wǎng)供電效率。
本發(fā)明的目的在于提供一種鎮(zhèn)流裝置，它即具備電感式鎮(zhèn)流器的啟輝和鎮(zhèn)流的功能，同時(shí)鎮(zhèn)流器本身耗電又很少，大幅度降低電能的損耗。而且在大量投入使用后，不僅不會(huì)加劇電網(wǎng)的無功損耗，還對提高電網(wǎng)的功率因數(shù)起著有益的補(bǔ)償作用。
本發(fā)明目的可按下述方法實(shí)現(xiàn)由于電容器對于交流電流同樣具有阻抗特性，而電容器本身的耗電又極小，因此可選擇電容器作為鎮(zhèn)流器件，用于穩(wěn)定鈉燈的工作電流。但僅僅使用電容器尚不能完成本發(fā)明，因?yàn)殡娙萜髦痪邆滏?zhèn)流的功能，其本身不能產(chǎn)生高壓脈沖使鈉燈啟輝，不具備啟輝的功能。通用的鈉燈電子啟輝器只在與電感式鎮(zhèn)流器相配時(shí)才能正常工作，如與電容器配合使用，電子啟輝器產(chǎn)生的高壓脈沖將被電容器全部吸收，仍無法使鈉燈啟輝。為此，本發(fā)明中專門設(shè)計(jì)了與電容器配合工作的脈沖變壓器裝置，在電源接通后，首先由脈沖變壓器產(chǎn)生連續(xù)的高壓脈沖使鈉燈啟輝點(diǎn)燃，而后由電容器來穩(wěn)定鈉燈的工作電流。
本發(fā)明原理見

圖1A、B端接220V交流電源，D、E端為鈉燈ND的接線端，C為鎮(zhèn)流電容器，L1、L2為脈沖變壓器線圈，QH為觸發(fā)電路。鎮(zhèn)流電容器C、線圈L1、鈉燈ND、線圈L2呈串聯(lián)方式接于220V交流電源上。在鈉燈ND尚未啟輝時(shí)，D、E兩端呈阻斷狀態(tài)，220V交流電壓經(jīng)鎮(zhèn)流電容器C、線圈L1的a1引腳、線圈L2的b1引腳進(jìn)入觸發(fā)電路QH內(nèi)，使觸發(fā)電路工作。在交流電壓的正半周期內(nèi)，觸發(fā)電路QH在線圈L2的b1、b2引腳之間發(fā)出脈沖電流，此脈沖電流在脈沖變壓器高壓側(cè)D、E兩端之間激發(fā)一個(gè)高壓脈沖電勢；在交流電壓的負(fù)半周期內(nèi)，觸發(fā)電路QH在線圈L1的a1、a2引腳之間發(fā)出脈沖電流，同樣在高壓側(cè)D、E兩端之同激發(fā)一高壓脈沖電勢。脈沖變壓器線圈L1、L2連續(xù)發(fā)出的高壓脈沖使鈉燈ND啟輝后，鈉燈ND中流過啟動(dòng)電流，D、E兩端電壓降低，使得觸發(fā)電路QH上的電壓也隨之降低，觸發(fā)電路停止工作。而后，電源電流經(jīng)電容器C鎮(zhèn)流，經(jīng)線圈L1鈉燈ND、線圈L2返回電源，鈉燈ND即可保持穩(wěn)定的電流正常工作。
觸發(fā)電路QH的原理見圖2在交流電壓的正半周期內(nèi)，a1端電壓為正，b1端電壓為負(fù)。單向可控硅CR2因控制極無偏壓而截止。a1端正電壓經(jīng)二極管D4、限流電阻R3向電容C2充電至電源電壓的峰值。在交流電壓的負(fù)半周期內(nèi)，a1端電壓為負(fù)，b1端電壓為正。當(dāng)電源電壓幅值上升至使穩(wěn)壓管D6導(dǎo)通的時(shí)刻時(shí)，b1端正電壓經(jīng)限流電阻R4、穩(wěn)壓管D6、二極管D5為單向可控硅CR2提供偏壓，使單向可控硅CR2導(dǎo)通?？煽毓鐲R2導(dǎo)通后，電容C2上貯存的電壓與C3上的電壓迭加后在a1、a2兩端之間放電形成脈沖電流。根據(jù)同樣原理，在交流電壓的正半周期內(nèi)，單向可控硅CR1導(dǎo)通，電容C1上貯存的電壓與C3上的電壓迭加后在b1、b2兩端之間放電形成脈沖電流。這樣，無論在交流電源的正半周還是負(fù)半周，脈沖變壓器線圈中均有脈沖電流流過，從而在脈沖變壓器線圈的高壓端產(chǎn)生連續(xù)的高壓脈沖電勢。
按上述原理制作的250W鈉燈鎮(zhèn)流裝置，實(shí)測鎮(zhèn)流裝置的總功耗為8W，而同樣功率的電感式鎮(zhèn)流器，實(shí)測功耗為40W，可見，本鎮(zhèn)流裝置大幅度地節(jié)省了電能的損耗。除此之外，本鎮(zhèn)流裝置中采用電容器作為鎮(zhèn)流元件，大量投入使用后，相當(dāng)于對電網(wǎng)并接電容器，可以對提高電網(wǎng)的功率因數(shù)起到有益的補(bǔ)償作用。
圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例圖中A、B為電源接線端，1、鎮(zhèn)流電容器，2、脈沖變壓器鐵芯，3、觸發(fā)電路，D、E為脈沖變壓器高壓輸出端。同時(shí)也是鈉燈ND的接線端。鎮(zhèn)流電容器1、脈沖變壓器線圈L1、鈉燈ND、脈沖變壓器線圈L2成串聯(lián)方式，聯(lián)接于電源接線端A、B上。
脈沖變壓器鐵芯2為二個(gè)U型軟磁磁芯對接，構(gòu)成一個(gè)閉合磁路，本磁芯可采用電視機(jī)行輸出變壓器磁芯。線圈L1、L2的繞制參數(shù)完全相同，均繞120匝起端分別為a1、b1，末端分別為D、E，在距起端20匝處引出抽頭a2、b2。繞制導(dǎo)線的線徑應(yīng)根據(jù)鈉燈的工作電流確定。裝配磁芯時(shí)應(yīng)注意線圈L1、L2的同名端(a1端和E端)的方向不得裝反。觸發(fā)電路3可按圖2所示電路焊接，也可選擇其它的觸發(fā)電路，電路板焊好后整體用環(huán)氧樹脂灌封為模塊式結(jié)構(gòu)，這樣可以增強(qiáng)防潮濕性能，提高工作可靠性。鎮(zhèn)流電容器1的交流耐壓不得低于450V，其電容量應(yīng)根據(jù)鈉燈的功率確定，對于250W的鈉燈，電容量為47微法。
圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例本例中鎮(zhèn)流電容器1、脈沖變壓器線圈L1、鈉燈ND、脈沖變壓器線圈L2成串聯(lián)方式聯(lián)接。與上例區(qū)別在于線圈L1、L2分繞于各自的磁芯(磁環(huán)、磁罐或磁棒)上，圖中L1繞于磁環(huán)2上，L2繞于磁環(huán)3上。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是可以將一個(gè)體積較大的脈沖變壓器轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)體積小的脈沖變壓器，有利于減小整個(gè)裝置的外型尺寸。
圖5方本發(fā)明又一實(shí)施例本例中鎮(zhèn)流電容器1、脈沖變壓器線圈L、鈉燈ND成串聯(lián)方式聯(lián)接。與上兩例不同之處在于只采用了一個(gè)脈沖變壓器線圈，此線圈繞于一個(gè)磁芯(磁環(huán)、磁罐或磁棒)上。本例優(yōu)點(diǎn)是可以降低脈沖變壓器的制作成本，但由于只有一個(gè)脈沖線圈工作，啟輝時(shí)鈉燈中的啟輝電流為半波狀態(tài)，將導(dǎo)致啟輝時(shí)間延長，一般需經(jīng)過幾次閃跳之后，方可將鈉燈點(diǎn)燃，這是本例不足之處。
權(quán)利要求
1.高壓鈉燈電容式鎮(zhèn)流器，由電源接線端、鎮(zhèn)流電容器、脈沖變壓器、鈉燈接線端、觸發(fā)電路構(gòu)成，其特征是鎮(zhèn)流電容器、脈沖變壓器線圈、鈉燈接線端成串聯(lián)方式接于電源接線端上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其特征是脈沖變壓器由兩組參數(shù)一致的線圈組成，此兩組線圈繞于同一個(gè)軟磁磁芯(磁環(huán)、磁罐、磁棒)的磁路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其特征是脈沖變壓器由兩組參數(shù)一致的線圈組成，此兩組線圈分別繞于各自的軟磁磁芯(磁環(huán)、磁罐、磁棒)的磁路上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其特征是脈沖變壓器由一組線圈構(gòu)成，此組線圈繞于一個(gè)軟磁磁芯(磁環(huán)、磁罐、磁棒)的磁路上。
全文摘要
高壓鈉燈電容式鎮(zhèn)流器,是高壓鈉燈的一種節(jié)電鎮(zhèn)流裝置。主要由鎮(zhèn)流電容器、脈沖變壓器、觸發(fā)電路構(gòu)成。鎮(zhèn)流電容器、脈沖變壓器線圈、鈉燈成串聯(lián)方式接于220V交流電源上,觸發(fā)電路向脈沖變壓器線圈發(fā)出脈沖電流,在線圈內(nèi)感應(yīng)高壓電勢將鈉燈啟輝,啟輝后由鎮(zhèn)流電容器穩(wěn)定鈉燈的工作電流。本鎮(zhèn)流裝置為電容性負(fù)載,對提高電網(wǎng)功率因數(shù)具有補(bǔ)償作用,而且本身功耗很小,具有節(jié)電的特點(diǎn)。
文檔編號H05B41/16GK1187747SQ9710018
公開日1998年7月15日 申請日期1997年1月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月9日
發(fā)明者付杰民 申請人:付杰民