[实用新型]高频高压钠灯电子镇流器用磁集成变压器及镇流器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种在点火时作为变压器，点火后作为对流过光源的电流进行限流控制的电感的高频高压钠灯电子镇流器用磁集成变压器以及使用该变压器的镇流器。

背景技术

大功率高压钠灯（HPS）作为传统照明光源已广泛应用于路灯、工况照明、植物补光等领域，特别是250W至1000W的大功率高压钠灯（HPS）光源，在许多应用领域中仍然具有其它光源产品难以替代的优势，尤其是在光照强度和应用成本方面。

随着节能减排及绿色照明的逐步推进，驱动大功率高压钠灯（HPS）的电子镇流器以其高效节能、体积小、重量轻，特别是大幅度延长光源使用寿命等明显优势，正在越来越多的取代传统的电感镇流器。

至今国内外大功率高压钠灯（HPS）的电子镇流器多采用低频方波或者高频谐振驱动方式来驱动光源。

现有传统的谐振式大功率半桥和全桥拓扑电子镇流器的工作原理如图1-图3所示，半桥和全桥拓扑始终工作在谐振状态。谐振电感Lo、谐振电容Co和光源Lamp的等效电阻构成电压型串并联谐振电路。对于不同的光源（Lamp）工作状态（点亮和熄灭），调整桥路的工作频率fs来控制光源（Lamp）的点火和限流。

传统的谐振式电子镇流器点火时的特点：

（1）光源（Lamp）在未点亮时相当于开路状态，光源（Lamp）的等效电阻为无穷大；

（2）谐振电感的绕线电阻非常小；

（3）谐振电路的品质因数Q值非常大，通常远远大于100；

（4）光源（Lamp）的启动电压通常大于15KV；

（5）由传统电子镇流器点火时的幅频特性可见，为了达到光源（Lamp）的启动电压（Ignite Line），对应的点火频率（g）非常接近谐振电路的谐振角频率（fo）。

传统的谐振式电子镇流器限流工作时的特点：

（1）光源（Lamp）在点亮后的等效电阻较小，通常小于50欧姆；

（2）谐振电路的品质因数Q值较小，通常小于0.5；

（3）由传统电子镇流器工作时的幅频特性可见，为了达到光源（Lamp）的额定工作电压（Operate Line），对应的电路工作频率（fs）远低于谐振电路的谐振角频率（fo），通常为（0.2~0.4）倍的谐振角频率（fo）。

通过以上对传统谐振式电子镇流器点火时特点和限流工作特点的说明，可见现有大功率半桥和全桥拓扑电子镇流器的点火和点亮后的限流工作状态同时与谐振电路的谐振电感Lo、谐振电容Co、镇流器的工作频率以及光源（Lamp）的状态相关联，由此造成的主要缺点为：

（1）谐振点火时由于点火频率（fig）非常接近谐振电路的谐振角频率（fo），

同时谐振电路工作在非常高之Q值状态，谐振电路中会产生相当大的谐振电流，此谐振电流将对桥路中的功率开关器件造成很大的应力冲击。

（2）为了避免桥路中的功率开关器件在点火时损坏，必须选择大安全工作区的器件，造成电路成本的增加。

（3）为了避免桥路中过大的谐振电流，通常需要对点火频率或者点火扫频频率做精准的设定；此外还必须配合谐振桥路的过压保护、过流保护，使得控制电路复杂化，可靠性降低。

（4）为了避免电子元器件，特别是谐振电感Lo的参数离散问题对桥路谐振特性的影响，必须提高对谐振器件的精度要求，造成电路成本的增加。

（5）随着光源（Lamp）的逐渐老化，其点火电压的要求会随之增加，对点火频率或者点火扫频频率的设定会使旧的光源Lamp无法点亮，提早被报废而造成浪费。

（6）对点火频率或者点火扫频频率的设定会造成电子镇流器对不同光源（Lamp）的通用性下降。

（7）通常现有传统大功率半桥和全桥拓扑电子镇流器在进行谐振电感Lo设计时，磁芯中心柱必须留有很大的气隙，以避免磁芯在点火时的过大谐振冲击电流导致磁芯饱和而损坏谐振桥路和控制电路。过大的气隙产生的漏磁通会在绕制于磁芯中心柱上的电感绕组中产生很大的高频涡流损耗，使得电感绕组温升大幅度升高，降低电感的可靠性。

（8）为了减小电感绕组中的高频涡流损耗，降低电感绕组温升，绕组必须使用多达100股的多股纱包线绕制，使得谐振电感的成本大大增加。

（9）由于电感绕组中的高频涡流损耗与电感的工作频率的平方成正比，所以为了降低高频涡流损耗对电感绕组温升的影响，现有传统大功率半桥和全桥拓扑电子镇流器的工作频率难以提高，体积难以减小。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容