[发明专利]高强度放电灯电子镇流器及其启动方法

说明书

技术领域

本发明属于照明电子领域，特别涉及一种高强度放电灯（包括高压钠灯、金属卤化物灯等）电子镇流器及其启动方法。

背景技术

高强度放电（HID——High Intensity Discharge）灯，例如高压钠灯（HPSL）、金属卤化物灯等，因具有极好的光效（80～140lm/W）和合适的光波长，而被广泛用于户外照明，如广场、道路、码头等。但是，传统的电感式镇流器存在功率因数低和自身损耗大的缺点。大量低功率因数电器的使用，会对电网造成谐波污染，不但增加了供发电设备的负荷，使供发电设施得不到充分利用，而且严重影响其它用电设备的正常运行。

绿色照明事业在世界范围的蓬勃发展，推进了电子镇流器的广泛使用。电子镇流器不但可以做到很高的功率因数（接近1），具有显著的节能效果，而且还能在很宽的电压范围内点灯工作，很好地解决了电感式镇流器的缺点。由于HID灯的功率相对于荧光灯大得多，用量也极大，所以HID灯电子镇流器的开发应用，具有更加深远的意义。

用于小功率金属卤化物灯的电子镇流器为了避免声共振现象的发生继而损坏光源，通常选用低频方波驱动，驱动频率为100Hz～400Hz。

HID灯电子镇流器因使用场所和其本身的特性，要求较为严格。它的基本要求是：

1）具有较高的功率因数（≥0.99）；

2）适应温度范围－20～50℃，且防雨雪；

3）输出到灯的功率必须恒定；

4）为防电极极化，灯的电流必须是交流，而且须防声共振；

5）必须有2.5～4kV的点灯触发电压，灯点亮后高压须消除，不影响灯的正常工作；

6）较高的功率（一般人行道为75W，道路为250W，广场为400W，最高达1000W）；

7）对各种故障（灯短路、灯开路或无灯、弧光不正常、灯过压、灯过流以及电路本身的故障）的识别及保护功能完善。

由图1所示的现有技术的高强度放电灯电子镇流器的输出波形可以看出，现有技术的高强度放电灯电子镇流器在点火时的启动电压为在400V方波的边沿上抖出3kV以上的高压，从而击穿电极，使灯点亮。然而，采用这种点火方式的电子镇流器存在以下问题：

1、由于BUCK降压电路的输出电压一般在320V～400V的范围内，所以全桥谐振电路一般选用500V耐压的MOS管，而全桥谐振电路是工作在低频，所以全桥谐振电路的损耗几乎是由MOS管的导通功耗决定，从而导致整体效率偏低，一般为0.88～0.9；

2、电子镇流器从开始工作就一直输出低频方波，光源在点亮后的一段时间里面，光源输出不稳，带来明显的闪烁现象；

3、因为采用升压变压器和谐振电容组成串联谐振线路，使得稳定工作以后电压换向时仍然会在边沿上产生震荡，从而产生噪音；

4、高压产生电路由L、C充放电辅助以升压变压器来完成，增加很多器件，带来镇流器成本增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度放电灯电子镇流器，以防止高强度放电灯的光源在点亮后的一段时间内因光源输出不稳而导致的明显的闪烁现象。

为实现上述目的，本发明提供了一种高强度放电灯电子镇流器，包括：

用于对交流输入进行滤波的EMI滤波器、

用于对滤波后的交流电的功率因数进行校正并产生稳定的直流电的PFC功率因数校正电路、

用于进行降压、恒流控制和恒功率控制的BUCK降压电路、

用于将所述BUCK降压电路输出的直流电转换为交流电的全桥谐振电路、及

用于控制所述BUCK降压电路的BUCK控制器和用于控制所述全桥谐振电路的全桥控制器；

所述EMI滤波器、PFC功率因数校正电路、BUCK降压电路和全桥谐振电路顺序连接，所述BUCK控制器与所述BUCK降压电路连接，所述全桥控制器与所述全桥谐振电路连接；

所述BUCK控制器配置为点火时控制所述BUCK降压电路输出150V直流电，在所述高强度放电灯达到额定功率前控制所述BUCK降压电路输出恒定电流，并在所述高强度放电灯达到额定功率后控制所述BUCK降压电路输出恒定功率；

所述全桥控制器配置为点火时控制所述全桥谐振电路对所述150V直流电进行LC谐振产生用于点亮所述高强度放电灯的高频正弦波电压，在所述高强度放电灯被点亮后的一定时间内控制所述全桥谐振电路输出高频正弦波电压，并在所述高强度放电灯正常工作时控制所述全桥谐振电路输出低频方波电压。