[发明专利]单管谐振式可调光气体放电灯电子镇流器

说明书

技术领域

本发明提供了一种全新的单管谐振式可调光气体放电灯电子镇流器，涉及电能变换的气体放电灯电子镇流器技术领域，其LC谐振网络工作于谐振状态，主电路仅有一个开关管，通过控制调节主电路开关管的导通时间长短达到对灯负载调光和消除声共振的目的。

背景技术

气体放电灯因节能效果显著而得到非常广泛的应用，现有的气体放电灯电子镇流器采用电能变换技术，在若干个开关管的协调驱动下，产生高频电能驱动气体放电灯负载，其主电路包括多个开关管和电感线圈，致使电路结构复杂，用料很多，成本高，因不便于对各个开关管分别控制，所以现有的很多气体放电灯电子镇流器技术方案并不具备对灯调光的可行性，那些有调光功能的电子镇流器因受自身技术方案的约束而使电路结构非常复杂，成本很高，价格昂贵，特别对于有声共振问题的高强度气体放电灯，其电子镇流器电路结构更是非常复杂，成本和售价很高。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种结构简单、便于控制、成本低的单管谐振式可调光气体放电灯电子镇流器。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：气体放电灯用电容镇流，该电容与气体放电灯串联连接成一个支路，该支路并联到谐振电感与谐振电容并联连接组成的LC谐振网络，使灯负载作为LC谐振网络的负载，LC谐振网络与一个开关管串联，开关管采用零电压导通的软开关工作方式，LC谐振网络仅在开关管导通期间接受电能的输入，维持LC谐振网络的持续振荡，开关管导通的时间越长，LC谐振网络接受的电能越多，其谐振产生的电压电流幅值越大，周期越长，输出功率越多，并且输出功率多少与灯负载的标称额定功率无关，LC谐振网络工作于欠阻尼谐振状态，其输出电压幅值很高，该电压值足以点燃气体放电灯，通过调节开关管导通时间的长短达到调光的目的，通过对开关管导通时间的低频调制以解决高强度气体放电灯的声共振问题。

本发明也采用交-直-交的电能变换方案，即先把输入的交流市电整流变换成直流电，再把该直流电逆变成供灯负载使用的高频交流电，它总体上包括主电路、控制电路、必要的保护电路和辅助电源等。

在本发明中，输入的交流市电被二极管桥式整流电路和滤波、功率因数校正电路转换成直流电，该直流电被后面的逆变电路转换成高频交流电供灯负载使用。

本发明采用的逆变电路使用全新的结构形式，其特征为：用一个谐振电感和一个谐振电容并联连接组成LC谐振网络，将开关管串联在LC谐振网络与地（参考电位）之间，LC谐振网络的另一端串联一个隔离二极管，且隔离二极管的负极连接LC谐振网络的一端，在LC谐振网络振荡过程中，其端电压峰值会高于整流滤波后的对地电压值，此时开关管会承受反向电压，而依靠现有技术生产的开关管反向耐压特性很有限，过高的反向电压会造成开关管的损坏，所以在LC谐振网络的另一端串联了隔离二极管，在LC谐振网络的端电压峰值高于整流滤波后的对地电压值时，该隔离二极管因反偏而截止，当然由于串联的原因，隔离二极管也可串接在LC谐振网络与开关管之间，为了防止在此期间对开关管和控制电路的影响，与开关管反向并联了一个逆程二极管，即该二极的正极连接开关管的负极端，其负极连接开关管的正极。

本发明采用电容对灯负载镇流，以降低成本，该电容与灯负载串联。

LC谐振网络中的谐振电感为电磁线圈式电感或电磁式高频变压器；灯负载支路与LC谐振网络并联或连接安装在高频变压器的副边。

为了降低损耗，开关管采用零电压导通的软开关工作方式，即在谐振电容的端电压等于逆变电路输入的直流电压，且通过谐振电感的电流方向与其电压方向同向的时刻，此时开关管的端电压为零，开关管开始导通，基于此，控制电路需要检测电路中的电压状态变化情况，以控制开关管能够在此时刻同步导通，本着简单可靠的原则，本发明所需的检测反馈的采样电压信号取自开关管的正极端的对地电压。

在电路工作期间，开关管将承受很高的峰值电压，特别是在气体放电灯不对称弧光放电和寿命后期产生的整流效应以及灯负载故障，该峰值电压值更高，有可能把开关管击穿而损坏，所以开关管需要配置过电压保护电路。

本发明采用通过控制调节主电路开关管的导通时间长短达到对灯负载调光的目的，通过对开关管导通时间进行低频调制进而使灯负载的端电压频率处于不断变化之中，以解决高强度气体放电灯声共振问题。