專利名稱：噪聲與周期信號復(fù)合調(diào)頻的高強(qiáng)度放電燈鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到高強(qiáng)度氣體放電HID燈節(jié)能型電光源技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種噪聲與周期信號復(fù)合調(diào)頻的高強(qiáng)度放電燈鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度氣體放電HID燈，又稱高光度放電燈，目前，常見的HID燈有金鹵燈、鈉燈及汞燈，鈉燈分低壓鈉燈LPS和高壓鈉燈HPS，金鹵燈光效達(dá)80～125lm/w，高壓鈉燈光效更高，成為“綠色照明”，高強(qiáng)度氣體放電高壓鈉燈正常工作對其鎮(zhèn)流器的技術(shù)要求是高的，尤其是功率較大的高壓鈉燈對其鎮(zhèn)流器技術(shù)要求更高，其中，在高頻固定頻率電源工作時，“聲共振”問題是最為煩惱的，困擾著投放市場的時機(jī)，在使用過程中燈管電壓會突然上升，電弧扭曲閃爍，出現(xiàn)放電電弧不穩(wěn)定，輕則使燈光抖動，重則電弧不穩(wěn)定引起熄弧，隨電壓升高電流急劇上升燒毀燈管。研究其原因是燈管內(nèi)壓力波脈沖從管壁內(nèi)反射回來，當(dāng)與燈高頻電流諧波成分的同頻同相位時會形成駐波，產(chǎn)生聲波共嗚振蕩，其共振頻率與電弧燈管何尺寸密切相關(guān)，而且頻率不是單一的，它包括基波和高次諧波在內(nèi)的所有頻率?，F(xiàn)有技術(shù)中取單頻周期信號調(diào)頻高頻脈沖振蕩器，使脈沖振蕩按調(diào)頻信號變化抑制燈電弧管同頻駐波的形成，由于調(diào)頻信號周期性變化大而快，瞬間燈光抖動甚至熄弧還有發(fā)生，解決不徹底，而調(diào)頻信號速率受其限止，提高脈沖振蕩頻率則增大電路功耗，故抑制聲共振技術(shù)有待于深入和提高。此外，燈觸發(fā)啟動過程對燈管和鎮(zhèn)流器易造成損壞，這是由于放電電流高密度，沖擊力大，氣體放電電弧不穩(wěn)定，電源欠缺恒功率特性所致。由于燈工作在高強(qiáng)度放電的技術(shù)條件下，可靠運(yùn)行要求高，對其異常狀態(tài)檢測保護(hù)是重要的，需提高和完善。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供增強(qiáng)抑制在高頻電源工作下的高強(qiáng)度氣體放電燈電弧管形成駐波而發(fā)生聲共振的一種噪聲與周期信號復(fù)合調(diào)頻的高強(qiáng)度燈鎮(zhèn)流器。
本實(shí)用新型技術(shù)解決方案，設(shè)有抑制電源電磁干擾濾波器EMI、主電源整流電路、自振蕩脈沖發(fā)生器IC、半橋或全橋驅(qū)動器IC、半橋或全橋逆變器、啟動電路，它還設(shè)有有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器APFC及其控制電路的直流電源、噪聲發(fā)生器、周期信號發(fā)生器、燈負(fù)載異常電流檢測電路、逆變器功率管超溫保護(hù)電路、逆變器異常電壓檢測電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器，該高強(qiáng)度放電燈鎮(zhèn)流器電路的連接是在電網(wǎng)進(jìn)線串接抑制電源電磁干擾濾波器EMI、主電源整流電路、然后接入有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器APFC、經(jīng)變換器輸出的直流饋接半橋或全橋逆變器，控制電路直流電源是在APFC變換器升壓電感器耦合高頻電壓整流、穩(wěn)壓接到自振蕩脈沖發(fā)生器IC、半橋或全橋驅(qū)動器IC、周期信號發(fā)生器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器、燈負(fù)載異常電流檢測電路、逆變器功率管超溫保護(hù)電路、逆變器異常電壓檢測電路的電源端，噪聲發(fā)生器的輸出與周期信號發(fā)生器的輸出疊加后接入自振蕩脈沖發(fā)生器IC的頻率控制RT端，半橋或全橋驅(qū)動器IC的輸入與自振蕩脈沖發(fā)生器IC的輸出相連接，其輸出與半橋或全橋逆變器的輸入相接，啟動電路接入半橋或全橋逆變器的輸出，并接入燈負(fù)載異常電流檢測電路，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器的觸發(fā)端與燈負(fù)載異常電流檢測電路、逆變器功率管超溫保護(hù)電路、逆變器異常電壓檢測電路的輸出端相接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器的輸出接入半橋或全橋驅(qū)動器IC的電路開關(guān)控制端，有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器APFC輸出與半橋或全橋逆變器輸出接逆變器異常電壓檢測電路，半橋或全橋逆變器的輸出還接于隨機(jī)噪聲發(fā)生器的輸入端，逆變器功率管緊密粘貼熱敏電阻為超溫傳感器并接入保護(hù)電路；而噪聲發(fā)生器是由穩(wěn)壓二極管反向接入半橋或全橋逆變器輸出信號經(jīng)檢波器的直流電壓，其輸出的噪聲設(shè)有頻率上限電路；周期信號發(fā)生器是由正弦波或非弦波振蕩器構(gòu)成，是在放大器電路引入RC阻容選頻和反饋網(wǎng)絡(luò)，滿足自激振蕩條件，產(chǎn)生低頻正弦波或非正弦波的周期信號系統(tǒng)，正弦波振蕩器設(shè)有輸出穩(wěn)幅和阻抗變換電路，而非正弦波振蕩器設(shè)有穩(wěn)幅和積分電路及波形占空系數(shù)可調(diào)元器件；有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器APFC13是由固定頻率平均電流型升壓變換器IC芯片及其該芯片乘法器取樣電阻、誤差取樣電阻、電流取樣電阻、升壓電感器、功率開關(guān)管、高頻二極管、輸出電容構(gòu)成，主電源整流電路的輸出接于升壓變換器IC芯片的乘法器取樣電阻，同時，該電源經(jīng)升壓電感器、功率開關(guān)管、高頻二極管、輸出電容接入誤差取樣電阻，電流取樣電阻串接在主電源整流電路輸出的負(fù)極與功率開關(guān)管的源極之間，功率開關(guān)管的柵極接變換器IC芯片驅(qū)動器輸出端；逆變器異常電壓檢測電路是由APFC輸出經(jīng)電阻分壓與半橋或全橋逆變器輸出經(jīng)峰值檢波接入阻容延時網(wǎng)絡(luò)、雙向觸發(fā)二極管、開關(guān)電路后再接入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器觸發(fā)端；燈負(fù)載異常電流檢測器是由燈負(fù)載電流互感器經(jīng)檢波器、電壓比較器輸出接入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器觸發(fā)端；逆變器功率管超溫保護(hù)電路是由緊密粘貼在半橋或全橋逆變器中的功率開關(guān)管上的熱敏電阻電橋經(jīng)運(yùn)放電壓比較器輸出接入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器觸發(fā)端，其單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器的輸出接入半橋或全橋驅(qū)動器IC的電路開關(guān)控制端。
本技術(shù)方案設(shè)計是正弦波加噪聲復(fù)合調(diào)頻自振蕩脈沖發(fā)生器IC的輸出頻率，周期信號變化粗調(diào)與隨機(jī)噪聲擾動細(xì)調(diào)雙重特性圍繞中心頻率而變化，抑制聲波共振點(diǎn)，使其無法再次形成聲共振，燈光穩(wěn)定，無閃爍現(xiàn)象，消除聲共振的發(fā)生顯著提高；電源采用APFC有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整電路燈電流波峰比顯著降低，極大地提高了燈電壓與燈電流的穩(wěn)定性，使其能恒功率穩(wěn)定地工作，抑制燈飄弧。此外，設(shè)置燈負(fù)載電流異常檢測保護(hù)電路，逆變器功率管超溫保護(hù)電路、逆變器異常電壓檢測電路大為提高和完善燈正常工作可靠性，對逆變器功率器件超溫可切斷電路保護(hù)使其不受損壞，燈頭接觸不良、燈管老化失效等情況，能適量間斷性供電重啟動，在一定的時間內(nèi)還不能啟動，則自動停止工作，保護(hù)燈和鎮(zhèn)流器不受損失。


圖1是本實(shí)用新型原理框圖圖2是噪聲與周期信號三角波復(fù)合調(diào)頻調(diào)制信號發(fā)生器電路圖3是噪聲與周期信號正弦波復(fù)合調(diào)頻調(diào)制信號發(fā)生器電路圖4是噪聲與周期信號鋸齒波復(fù)合調(diào)頻調(diào)制信號發(fā)生器電路參照圖1，它設(shè)有抑制電源電磁干擾濾波器EMI11、主電源整流電路12、自振蕩脈沖發(fā)生器IC3、半橋或全橋驅(qū)動器IC4、半橋或全橋逆變器5、啟動電路6，它還設(shè)有有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器APFC13及其控制電路的直流電源14、周期信號發(fā)生器1、噪聲發(fā)生器2、燈負(fù)載異常電流檢測電路9、逆變器功率管超溫保護(hù)電路10、逆變器異常電壓檢測電路7、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器8，該高強(qiáng)度燈鎮(zhèn)流器電路的連接是在電網(wǎng)進(jìn)線串接抑制電源電磁干擾濾波器EMI11、主電源整流電路12、然后接入有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器APFC13、經(jīng)變換器輸出的直流饋接半橋或全橋逆變器5，控制電路直流電源14是在APFC變換器13升壓電感器耦合高頻電壓整流、穩(wěn)壓接到自振蕩脈沖發(fā)生器IC3、半橋或全橋驅(qū)動器IC4、周期信號發(fā)生器1、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器8、燈負(fù)載異常電流檢測電路9、逆變器功率管超溫保護(hù)電路10、逆變器異常電壓檢測電路7的電源端，周期信號發(fā)生器1的輸出與噪聲發(fā)生器2的輸出疊加后接入自振蕩脈沖發(fā)生器IC3的頻率控制RT端，半橋或全橋驅(qū)動器IC4的輸入與自振蕩脈沖發(fā)生器IC3的輸出相連接，其輸出與半橋或全橋逆變器5的輸入相接，啟動電路6接入半橋或全橋逆變器5的輸出，并接入燈負(fù)載異常電流檢測電路9，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器8的觸發(fā)端與燈負(fù)載異常電流檢測電路9、逆變器功率管超溫保護(hù)電路10、逆變器異常電壓檢測電路7的輸出端相接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器8的輸出接入半橋或全橋驅(qū)動器IC4電路開關(guān)控制端，有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器APFC13輸出與半橋或全橋逆變器5輸出接逆變器異常電壓檢測電路7，半橋或全橋逆變器5的輸出還接于噪聲發(fā)生器2的輸入端，逆變器5功率管緊密粘貼熱敏電阻為超溫傳感器并接入保護(hù)電路10。
自振蕩脈沖發(fā)生器IC芯片引腳RT端和CT端為定時控制端，外接適合的RC阻容元件可控制其振蕩脈沖頻率，基于這個原理利用改變RT等效阻抗可以改變振蕩頻率，輸入周期變化與噪聲復(fù)合信號為調(diào)制電壓，改變其等效電阻達(dá)到調(diào)頻的目的，使其IC輸出瞬時角頻率與調(diào)制電壓成正比變化，調(diào)制電壓越大，調(diào)頻波的最大頻偏就越大，調(diào)頻系數(shù)與調(diào)制頻率成反比，取調(diào)制頻率較低的周期信號與噪聲得到較大的調(diào)頻系數(shù)抑制燈電弧駐波聲共振。采用通用自振蕩脈沖發(fā)生器IC芯片兼容調(diào)頻功能價格低廉，有利于降低鎮(zhèn)流器成本。
圖2是隨機(jī)噪聲與三角波復(fù)合調(diào)頻調(diào)制信號發(fā)生器，它是由穩(wěn)壓二極管VD3反向接入經(jīng)阻容元件R9、C6串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與半橋或全橋開關(guān)逆變器5的輸出耦合，電阻R9、R8分壓由VD1、VD2、R7、C5組成檢波、濾波器的輸出電壓，穩(wěn)壓二極管VD3的一端接電源，另一端則接并聯(lián)接地的R6、C4阻容元件，并作為噪聲發(fā)生器2的輸出端。三角波發(fā)生器1采用555時基IC電路和R1、R2、C1、C2接成無穩(wěn)態(tài)多諧方波振蕩器，其輸出通過R3、R4、C3無源積分低通濾波網(wǎng)絡(luò)為三角波，輸出負(fù)載電阻可由一只可調(diào)電阻或兩個電阻R5、R6串聯(lián)，其上端接于自振蕩脈沖發(fā)生器IC3的頻率控制RT端，中端連接隨機(jī)噪聲發(fā)生器2的輸出端，下端接地。
圖3是正弦波加噪聲復(fù)合調(diào)頻調(diào)制信號發(fā)生器，它是由正弦波發(fā)生器，它是由R1、C1、R2、C2文氏電路為選頻和反饋網(wǎng)絡(luò)，采用運(yùn)放IC1為振蕩放大器件，正弦信號輸出設(shè)有穩(wěn)幅電路VD1、VD2和阻抗變換電壓跟隨器IC2，其振蕩幅度取決于穩(wěn)壓管電壓值，RP1可調(diào)到適當(dāng)?shù)呢?fù)反饋使輸出波形失真小并便于起振，圖中RC＝R1C1＝R2C2、振蕩頻率f0取決于RC值。噪聲發(fā)生器2，它是由穩(wěn)壓二極管VD3反向接入經(jīng)電流互感器T1與半橋或全橋逆變器5輸出信號耦合，檢波二極管VD4～VD7橋式整流，R8、C4、C5低通濾波的直流電壓，穩(wěn)壓二極管VD3一端接電源，另一端接入晶體管VT1放大器的基極，該放大器設(shè)有電壓負(fù)反饋電容C3，噪聲信號由集電極輸出接入運(yùn)放電壓跟隨器IC2，噪聲與正弦信號同時加入運(yùn)放電壓跟隨器IC2，其輸出接入自振蕩脈沖發(fā)生器3的RT端。
圖4是隨機(jī)噪聲與鋸齒波復(fù)合調(diào)頻調(diào)制信號發(fā)生器，它是由穩(wěn)壓二極管VD2反向接入經(jīng)阻容元件R9、C6串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與半橋或全橋開關(guān)逆變器5的輸出信號耦合，電阻R9、R8分壓由VD1檢波整流、C5濾波組成的輸出直流電壓，穩(wěn)壓二極管VD2的一端接電源，另一端接地，噪聲發(fā)生器2的輸出接入運(yùn)放電壓跟隨器IC2。鋸齒波發(fā)生器1采用555時基IC1電路和R1、R2、R3、C2、C3接成無穩(wěn)態(tài)多諧矩形波振蕩器，其輸出通過C1、R4接入運(yùn)放電壓跟隨器IC2提取鋸齒波信號，鋸齒波振蕩器頻率f0取決于R1、R2、R3、C3，R1＝R2，R3可使波形的負(fù)向放電速度變慢，改善線性度，C3是鋸齒的形成電容，C1是電壓反饋的耦合電容，本鋸齒波振蕩器克服通常的恒流源對電容充電受溫度對頻率的影響，波形失真＜％1，電壓跟隨器起到阻抗變換，輸出為低阻抗。
圖2、圖3、圖4中的噪聲源是利用反向偏置的穩(wěn)壓二極管工作在雪崩狀態(tài)產(chǎn)生的，這種噪聲可以認(rèn)為是平穩(wěn)的正態(tài)分布隨機(jī)過程，均值為零，頻譜是寬帶噪聲，由于抑制聲波共嗚振蕩是在較低頻率范圍，故在噪聲發(fā)生器設(shè)有頻率上限電容器衰減高頻分量，它與周期信號疊加為復(fù)合調(diào)頻調(diào)制信號，在周期變化信號交疊隨機(jī)噪聲，既保持周期信號單頻調(diào)頻的原有特性，粗調(diào)抑制燈電弧積累能量，而隨機(jī)噪聲的細(xì)微擾動特性周密抑制各共振點(diǎn)，使其燈發(fā)光穩(wěn)定，無閃爍現(xiàn)象，隨機(jī)與周期雙重特性增強(qiáng)抑制聲共振的效果明顯提高。
引用開關(guān)逆變電路5輸出的諧振回路的高頻調(diào)頻信號，檢波電壓反向擊穿穩(wěn)壓二極管產(chǎn)生隨機(jī)噪聲，實(shí)質(zhì)為一個負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)，不僅可以大大提高調(diào)制靈敏度，而且工作穩(wěn)定性很高。
有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器工作在固定頻率方式下的平均電流型APFC電路能大幅度降低電流尖峰，適宜用于大功率高強(qiáng)度氣體放電HID的金鹵燈鎮(zhèn)流器，有源APFC電路主要的積極作用在于能提高功率因數(shù)補(bǔ)償電網(wǎng)，并具有輸出電壓預(yù)穩(wěn)壓的功能。在電網(wǎng)電壓大幅度變化時或鎮(zhèn)流器燈啟動點(diǎn)火、弧光放電沖擊，基于APFC電路的輸出電壓是穩(wěn)定的，可使電子鎮(zhèn)流器高頻變換電路有良好的工作環(huán)境，保持燈管功率恒定，確保放電電弧的穩(wěn)定。同時，還減輕電子鎮(zhèn)流器電路元器件的電壓應(yīng)力。
燈負(fù)載電流異常反映燈和鎮(zhèn)流器出現(xiàn)故障，分析大量的故障案例高于70％是逆變器功率開關(guān)管損壞引起的，因此，防止鎮(zhèn)流器異常狀態(tài)的燈負(fù)載過電流產(chǎn)生過熱，設(shè)置燈負(fù)載異常電流檢測、逆變器高功率開關(guān)器件超溫檢測和逆變器異常電壓檢測提高鎮(zhèn)流器可靠性很重要。
本實(shí)用新型被測異常電流信號觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)定時器，經(jīng)延時關(guān)斷半橋或全橋驅(qū)動器的輸出，即停止鎮(zhèn)流器的工作，保護(hù)器件不受其損失；同樣，利用熱敏電阻傳感的功率器件超溫信號通過運(yùn)放電壓比較，達(dá)到設(shè)定值觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)定時器，關(guān)斷半橋或全橋驅(qū)動器，實(shí)現(xiàn)超溫保護(hù)；增設(shè)逆變器的輸入/輸出電壓檢測是提高異常狀態(tài)的保護(hù)功能和完善燈重新啟動功能。當(dāng)鎮(zhèn)流器或金鹵燈出現(xiàn)故障或遇到各種異常狀態(tài)時，即觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器適量定時重新開啟或關(guān)斷半橋或全橋驅(qū)動器的電路開關(guān)，以啟動或保護(hù)電路器件免受損失。
金鹵燈異常狀態(tài)檢測保護(hù)的工作過程與其啟動電路觸發(fā)點(diǎn)火產(chǎn)生弱輝光到時弧光并使穩(wěn)定放電各階段，定時器延遲使其燈在出現(xiàn)故障或人為中斷工作后，再重新啟動，燈管有冷卻的時間，具有燈點(diǎn)火失敗保護(hù)。
具體實(shí)施方法實(shí)施例1，設(shè)有抑制電源電磁干擾濾波器EMI11、主電源整流電路12、自振蕩脈沖發(fā)生器IC3、半橋或全橋驅(qū)動器IC4、半橋或全橋逆變器5、啟動電路6，它還設(shè)有有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器APFC13及其控制電路的直流電源14、周期信號發(fā)生器1、噪聲發(fā)生器2、燈負(fù)載異常電流檢測電路9、逆變器功率管超溫保護(hù)電路10、逆變器異常電壓檢測電路7、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器8，該高強(qiáng)度放電燈鎮(zhèn)流器電路的連接是在電網(wǎng)進(jìn)線串接抑制電源電磁干擾濾波器EMI11、主電源整流電路12、然后接入有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器APFC13、經(jīng)變換器輸出的直流饋接半橋或全橋逆變器5，控制電路直流電源14是在APFC變換器13升壓電感器耦合高頻電壓整流穩(wěn)壓接到自振蕩脈沖發(fā)生器IC3、半橋或全橋驅(qū)動器IC4、周期信號發(fā)生器1、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器8、燈負(fù)載異常電流檢測電路9、逆變器功率管超溫保護(hù)電路10、逆變器異常電壓檢測電路7的電源端，周期信號發(fā)生器1的輸出與噪聲發(fā)生器2的輸出疊加后接入自振蕩脈沖發(fā)生器IC3的頻率控制RT端，半橋或全橋驅(qū)動器IC4的輸入與自振蕩脈沖發(fā)生器IC3的輸出相連接，其輸出與半橋或全橋逆變器5的輸入相接，啟動電路6接入半橋或全橋逆變器5的輸出，并接入燈負(fù)載異常電流檢測電路9，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器8的觸發(fā)端與燈負(fù)載異常電流檢測電路9、逆變器功率管超溫保護(hù)電路10、逆變器異常電壓檢測電路7的輸出端相接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器8的輸出接入半橋或全橋驅(qū)動器IC4電路開關(guān)控制端，有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器APFC13輸出與半橋或全橋逆變器5輸出接逆變器異常電壓檢測電路7，半橋或全橋逆變器5的輸出還接于噪聲發(fā)生器2的輸入端，逆變器5功率管緊密粘貼熱敏電阻為超溫傳感器并接入保護(hù)電路10。
本實(shí)施例輸出功率為400w金鹵燈鎮(zhèn)流器，采用半橋驅(qū)動器和半橋逆變器高頻脈沖調(diào)頻波輸出，金鹵燈鎮(zhèn)流器中心頻率f0為35.3kHz，調(diào)制信號fm的調(diào)制頻率隨機(jī)噪聲頻率上限截止范圍在200Hz左右，周期信號三角波頻率為160Hz，復(fù)合調(diào)頻的頻偏Δf為±3.5kHz，調(diào)頻波調(diào)制信號隨機(jī)和周期雙重特性圍繞中心頻率而變化，既保持三角波周期信號單頻調(diào)頻正負(fù)雙程斜率使其頻率升、降的原有特性，粗調(diào)抑制燈放電弧形成駐波，隨機(jī)噪聲擾動特性細(xì)調(diào)大為增強(qiáng)抑制聲波共振點(diǎn)，即使金鹵燈放電電弧管軸向、徑向尺寸的固有諧振頻率包括基波和高次諧波頻率形成駐波，隨機(jī)噪聲細(xì)微擾動的調(diào)頻特性能周密抑制使其無法積累能量，而且，隨機(jī)非周期信號不重復(fù)性，與電弧管聲諧振頻率同頻重復(fù)相遇概率為零，因此，避免發(fā)生聲共振作用效果明顯。
由于電源采用有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整升壓變換技術(shù)APFC，電網(wǎng)電壓范圍在85～270V時，直流輸出電壓恒定為385V，適應(yīng)全球不同電網(wǎng)電壓使用，APFC芯片內(nèi)的PWM振蕩器頻率是100kHz，系統(tǒng)功率因數(shù)λ≥0.99，輸入電源電流總諧波畸變THD＜5％，金鹵燈鎮(zhèn)流器滿足啟動、點(diǎn)火、過渡過程、異常保護(hù)，穩(wěn)定工作，具有恒功率特點(diǎn)。
實(shí)施例2，輸出功率250w金鹵燈鎮(zhèn)流器，技術(shù)方案與實(shí)施例1相同，采用半橋驅(qū)動器和半橋逆變器高頻脈沖為載頻的調(diào)頻波輸出，該金鹵燈鎮(zhèn)流器調(diào)頻中心頻率f0為76kHz，調(diào)制信號fm的調(diào)制頻率隨機(jī)噪聲頻率上限截止范圍在300Hz左右，鋸齒波頻率為150Hz，復(fù)合調(diào)頻的頻偏Δf為±2.6kHz，調(diào)頻波調(diào)制信號隨機(jī)及周期圍繞中心頻率而變化，能加強(qiáng)抑制駐波避免與電弧管形成同頻同相位，經(jīng)長期使用消除聲共振穩(wěn)定、可靠，杜絕瞬間燈光閃抖、熄弧的不良現(xiàn)象。基于APFC電路輸出的直流電壓穩(wěn)定性，可使電子鎮(zhèn)流器高頻變換電路有良好的工作環(huán)境，保持燈管功率恒定，確保放電電弧的穩(wěn)定。同時，還減輕電子鎮(zhèn)流器電路元器件的電壓應(yīng)力。
實(shí)施例3，輸出功率1000w高壓鈉燈鎮(zhèn)流器，技術(shù)方案與實(shí)施例1相同，不同之處只是采用全橋驅(qū)動器和全橋逆變器為高頻調(diào)頻波輸出，調(diào)頻中心頻率f0為38kHz，調(diào)制信號fm的調(diào)制頻率隨機(jī)噪聲頻率上限截止范圍在260Hz左右，正弦波頻率為180Hz，復(fù)合調(diào)頻的頻偏Δf為±2.8kHz，調(diào)頻波調(diào)制信號隨機(jī)和周期雙重特性圍繞中心頻率而變化，提高抑制燈放電弧積累能量，避免聲共振發(fā)揮出色的積極作用。所設(shè)置的異常檢測保護(hù)電路，燈負(fù)載異常電流檢測、逆變器的輸入/輸出電壓檢測可提高異常狀態(tài)的保護(hù)功能和重啟動功能，當(dāng)燈頭接觸不良、燈管老化失效等情況，能適量間斷性供電重啟動，在一定的時間內(nèi)還不能啟動，則自動停止工作，從而保護(hù)燈和鎮(zhèn)流器不受損失，即使在短時間內(nèi)停電，能重啟動再次點(diǎn)燃照明。逆變器高功率開關(guān)器件超溫自動切斷電路停止其工作保護(hù)不受損壞。
權(quán)利要求1.一種噪聲與周期信號復(fù)合調(diào)頻的高強(qiáng)度放電燈鎮(zhèn)流器，設(shè)有抑制電源電磁干擾濾波器EMI、主電源整流電路、自振蕩脈沖發(fā)生器IC、半橋或全橋驅(qū)動器IC、半橋或全橋逆變器、啟動電路，其特征在于它還設(shè)有有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器APFC及其控制電路的直流電源、噪聲發(fā)生器、周期信號發(fā)生器、燈負(fù)載異常電流檢測電路、逆變器功率管超溫保護(hù)電路、逆變器異常電壓檢測電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器，該高強(qiáng)度放電燈鎮(zhèn)流器電路的連接是在電網(wǎng)進(jìn)線串接抑制電源電磁干擾濾波器EMI、主電源整流電路、然后接入有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器APFC、經(jīng)變換器輸出的直流饋接半橋或全橋逆變器，控制電路直流電源是在APFC變換器升壓電感器耦合高頻電壓整流、穩(wěn)壓接到自振蕩脈沖發(fā)生器IC、半橋或全橋驅(qū)動器IC、周期信號發(fā)生器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器、燈負(fù)載異常電流檢測電路、逆變器功率管超溫保護(hù)電路、逆變器異常電壓檢測電路的電源端，噪聲發(fā)生器的輸出與周期信號發(fā)生器的輸出疊加后接入自振蕩脈沖發(fā)生器IC的頻率控制RT端，半橋或全橋驅(qū)動器IC的輸入與自振蕩脈沖發(fā)生器IC的輸出相連接，其輸出與半橋或全橋逆變器的輸入相接，啟動電路接入半橋或全橋逆變器的輸出，并接入燈負(fù)載異常電流檢測電路，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器的觸發(fā)端與燈負(fù)載異常電流檢測電路、逆變器功率管超溫保護(hù)電路、逆變器異常電壓檢測電路的輸出端相接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器的輸出接入半橋或全橋驅(qū)動器IC的電路開關(guān)控制端，有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器APFC輸出與半橋或全橋逆變器輸出接逆變器異常電壓檢測電路，半橋或全橋逆變器的輸出還接于隨機(jī)噪聲發(fā)生器的輸入端，逆變器功率管緊密粘貼熱敏電阻為超溫傳感器并接入保護(hù)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲與周期信號復(fù)合調(diào)頻的高強(qiáng)度放電燈鎮(zhèn)流器，其特征在于噪聲發(fā)生器是由穩(wěn)壓二極管反向接入半橋或全橋逆變器的輸出信號經(jīng)檢波器的直流電壓，其輸出的噪聲設(shè)有頻率上限電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲與周期信號復(fù)合調(diào)頻的高強(qiáng)度放電燈鎮(zhèn)流器，其特征在于周期信號發(fā)生器是由正弦波或非弦波振蕩器構(gòu)成，它是在放大器電路引入RC阻容選頻和反饋網(wǎng)絡(luò)，滿足自激振蕩條件，產(chǎn)生低頻正弦波或非正弦波的周期信號，正弦波振蕩器設(shè)有輸出穩(wěn)幅和阻抗變換電路，而非正弦波振蕩器設(shè)有穩(wěn)幅和積分電路及波形占空系數(shù)可調(diào)元器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲與周期信號復(fù)合調(diào)頻的高強(qiáng)度放電燈鎮(zhèn)流器，其特征在于有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整變換器APFC(13)是由固定頻率平均電流型升壓變換器IC芯片及其該芯片乘法器取樣電阻、誤差取樣電阻、電流取樣電阻、升壓電感器、功率開關(guān)管、高頻二極管、輸出電容構(gòu)成，主電源整流電路的輸出接于升壓變換器IC芯片的乘法器取樣電阻，同時，該電源經(jīng)升壓電感器、功率開關(guān)管、高頻二極管、輸出電容接入誤差取樣電阻，電流取樣電阻串接在主電源整流電路輸出的負(fù)極與功率開關(guān)管的源極之間，功率開關(guān)管的柵極接變換器IC芯片驅(qū)動器輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噪聲與周期信號復(fù)合調(diào)頻的高強(qiáng)度放電燈鎮(zhèn)流器，其特征在于逆變器異常電壓檢測電路是由APFC輸出經(jīng)電阻分壓與半橋或全橋逆變器輸出經(jīng)峰值檢波接入阻容延時網(wǎng)絡(luò)、雙向觸發(fā)二極管、開關(guān)電路后再接入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器觸發(fā)端；燈負(fù)載異常電流檢測器是由燈負(fù)載電流互感器經(jīng)檢波器、電壓比較器輸出接入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器觸發(fā)端；逆變器功率管超溫保護(hù)電路是由緊密粘貼在半橋或全橋逆變器中的功率開關(guān)管上的熱敏電阻電橋經(jīng)運(yùn)放電壓比較器輸出接入單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器觸發(fā)端，其單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)定時器的輸出接入半橋或全橋驅(qū)動器IC的電路開關(guān)控制端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及高強(qiáng)度氣體放電HID燈節(jié)能型電光源技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種噪聲與周期信號復(fù)合調(diào)頻的高強(qiáng)度放電燈鎮(zhèn)流器。設(shè)有抑制電源電磁干擾濾波器EMI、主電源整流電路、自振蕩脈沖發(fā)生器、半橋或全橋驅(qū)動器、半橋或全橋開關(guān)逆變器、啟動電路，其特征還設(shè)有有源功率因數(shù)預(yù)調(diào)整電路APFC及控制電路的直流電源、噪聲發(fā)生器、周期信號發(fā)生器、異常檢測保護(hù)電路。該高強(qiáng)度放電燈鎮(zhèn)流器具有周期變化粗調(diào)與噪聲擾動細(xì)調(diào)雙重特性圍繞中心頻率而變化，增強(qiáng)抑制燈放電弧使其無法形成駐波，避免聲共振和飄弧效果顯著提高，并具有恒功率特性。在燈頭接觸不良、燈老化失效等情況，可得到相應(yīng)的異常保護(hù)。
文檔編號H05B41/288GK2865188SQ200520116039
公開日2007年1月31日 申請日期2005年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月15日
發(fā)明者阮樹成 申請人:阮樹成