[发明专利]一种HID灯声共振抑制方法及镇流器

说明书

技术领域

本发明涉及HID灯的镇流器领域，特别涉及一种消除HID灯声共振的方法的HID灯声共振拟制方法及具体实现了该方法的镇流器。 

背景技术

高强度气体放电灯（HID）在达到稳定的弧光放电时，共放电的特征区域放电正柱区是一段典型的高气压等温等离子体。在放电灯管内，气体原子浓度很高，电子的自由程很少，电子与气体原子之间发生弹性碰撞的频率很高，调制电场的能量很容易通过电子传递给气体原子，从而引起与外加调制电场同频率的气体压力波。可能引起放电管内放电气体的压力波形成驻波，即发生声谐振。频率范围非常宽，其中包含了电子镇流器通常使用的工作频率。 

HID在调频工作下具有声共振（声谐振）现象，使得调频电子镇流器的应用受到了影响。所谓声共振现象是指HID类在调频电流驱动时，表现出的放电电弧不稳定性。当HID灯工作在5～700KHz频率范围时，很多频段会出现明显的光输出波动并伴以电流、电压起伏、电弧弯曲、摇晃。当频率降低到最低不稳定频率时电弧可能熄灭、甚至导致电弧管炸裂。 

声共振现象表现为放电电弧的不稳定、电弧弯曲、摇晃，严重时会出现断电弧，甚至便电弧管爆裂，产生共振的因素有很多，比如放电管的形状、尺寸、管中气体压力、温度、灯的使用寿命等，而且对于不同厂家，不同批号的灯，声共振频率范围也不相同，更重要的是，随着灯的使用寿命的延长，声共振点也会有所改变，因此解决声共振有很大难度。 

在小功率的放电灯中，由于灯管尺寸小谐振频率很高，使用低频方波的驱动方式能有效解决声共振问题。在紫外线固化行业，由于固化的面积大、能量密度要求高，灯管的功率都在几千瓦到几十千瓦之间。灯管尺寸理所当然的变得很大，共振频率随之下降。在进入实用的电子镇流器工作频率段时，仍然会发生声共振现象，造成紫外线输出的辐射量下降的问题，同时不稳定的声共振 电流造成镇流器的损坏。 

目前，检测声共振的方法有很多，其中有一种是通过检测发生声共振时类的电流的方法，该方法所提出的声共振检测方法理论依据基于声共振发生时灯电流会发生变化。通过实验观察，HID灯在调频工作发生声共振时，其灯电流主要包括3种频率成份：一是镇流器提供的调频电流频率；二是纹波频率；三是声共振引起的电流。检测电路将前两种电流滤去，留下声共振电流，将其放大，就可以说明HID灯是否牌声共振状态。与其它检测方法一样，该方法也非常复杂，实用性不强。 

发明内容

本发明的目的是针对上述缺陷，提供一种HID灯声共振抑制方法及镇流器。 

本发明的技术方案是：一种HID灯声共振抑制方法，该方法通过检测是否产生了声共振，当产生了声共振时，改变镇流器提供的调频电流频率，以达到抑制声共振的目的，包括以下步骤， 

步骤A、进行灯管电流同相检测的步骤，该步骤中同时检测镇流器输出线流出电流和流入电流； 

步骤B、判断同时检测的镇流器输出线流出电流和流入电流是否同相相等的步骤，如果流出电流和流入电流同相相等，锁定当前镇流器提供的调频电流频率，结束；否则转向步骤C； 

步骤C、在低频范围内线性改变镇流器提供的调频电流频率，转向步骤A。 

进一步的，上述的HID灯声共振抑制方法中：所述的步骤B中包括如下步骤： 

步骤B01、流出电流和流入电流同相相减生成差值的步骤； 

步骤B02、对所述的差值进行放大的步骤； 

步骤B03、对放大后的差值进行整形的步骤，该步骤中对放大后的差值进行高低判断产生高低电平的逻辑脉冲信号； 

步骤B04、对所述的脉冲信号的脉宽进行检测，当脉宽超过设定阈值时，判定流出电流和流入电流同相不相等。 

本发明还提供一种实施上述的HID灯声共振抑制方法的镇流器，包括消声共振模块，所述的消声共振模块包括信号检测模块和输出频率控制模块； 

所述的信号检测模块包括检测镇流器输出线流出和流入电流的灯电流同相检测模块；对所述的灯电流同相检测模块进行放大的信号放大模块；对信号放大模块的输出进行高低电平二值化形成脉宽信号的波形整形模块； 

所述的输出频率控制模块包括时钟产生模块，对波形整形模块输出的脉宽信号进行判断判定是否有声共振的电平识别模块；以时钟产生模块的信号为基础根据电平识别模块识别的信号，在低频范围内线性改输出频率的压控频率产生模块。