[实用新型]分级启动式高强度气体放电灯电子镇流器

说明书

本实用新型涉及高强度气体放电灯电子镇流器，属于照明电力电子技术领域。

国内外现有的高强度气体放电灯电子镇流器，采用大功率开关管构成的半桥或全桥高频开关，把直流电源逆变成20～50KH的高频电压，通过串并联谐振回路与灯管耦合，在灯未启动前由并联谐振回路提供谐振升压，以启动灯管，灯管启动后由串联谐振回路提供较大的工作电流。

由于高压钠灯、金属卤化物灯这类高强度气体放电灯中没有辅助启动电极，只能靠在其两电极加入高电压的方法迫使气体游离击穿而启动。高压钠灯冷态启动需2～2.5KV，金属卤化物灯需3～4KV才能冷态启动，而热态启动电压将高达20KV以上，正常工作时高压钠灯管压为100～110V，金属卤化物灯为130～140V，即它们的启动电压是正常工作电压的20多倍。由于高压钠灯、金属卤化物灯一般都是大功率灯，工作电流较大，要提供较大的工作电流则希望谐振电感量很小，而谐振电感量取得很小时，就需要桥电路提供很大的启动电流才能产生谐振高压来启动灯管。通常启动电流要达到稳态工作电流的10多倍，若大功率开关管按稳态工作电流容量选取，则对每一次启动过程来说都是十分危险的，因为比稳态电流大10多倍的启动电流对电力电子器件将造成极大的应力，特别是灯管出现异常状态或遇到瞬时停电又来电时，或灯管处于热态时，谐振电压不可能将灯管启动，若保护电路延时大些，瞬间就可能烧毁大功率管。若按10多倍稳态电流容量来选择大功率开关管，虽然可缓和一些启动过流的矛盾，但进入正常工作状态时，电流将只有额定容量的十分之一，造成价位的成倍提高而失去推广的可能性。

本实用新型的目的旨在提供一种分级启动式高强度气体放电灯电子镇流器，它可在启动过程中减小对开关管电流过大的要求，即不用过分的增加开关管额定电流容量就可实现灯管的可靠启动。

本实用新型是基于以下思路而实现的：

将电子镇流器谐振电路中的电感和电容分成启动电感和电容、工作电感和电容两部分，将启动电感和电容常接入谐振回路；检测灯管电流，一旦灯管启动后，便把工作电感和电容并入谐振回路。工作电感和电容也可再细分成数级，然后逐级并入谐振回路。

根据该思路所设计的分级启动式高强度气体放电灯电子镇流器，由整流滤波电路、逆变器、谐振电路、异常保护电路组成，异常保护电路包括过压保护电路和启动保护电路，谐振电路接在逆变器的输出回路中，异常保护电路检测异常信号，其输出控制逆变器的输入，其特征在于：所述谐振电路由启动谐振器、工作谐振器、切换开关组成，工作谐振器和切换开关串联后与启动谐振器并联，该切换开关由一个根据灯管电流而动作的启动切换电路控制。

由于启动电感量大、启动电容小，即谐振回路的特征阻抗和Q值大，这样可以获得更高的谐振电压来保证灯管的可靠启动，同时可把对开关管的电流容量要求减小4～6倍。当灯管启动后，根据灯管电流而动作的启动切换电路便通过切换开关将工作电感和电容并入谐振回路。由于此时谐振回路中的特征阻抗因总电感减小、总电容增大而减小，故能给灯管提供较大的工作电流。由于启动电流与稳态运行电流相近，故不需选用过大的开关管就可实现可靠启动和运行的效果。

高强度气体放电灯电子镇流器的推广应用决定于其可靠性及合理的价位，而可靠性主要决定于启动过程和异常状态保护特性，只有在合理的价位下彻底解决启动过程中电力电子器件应力过大的技术难题之后，高强度气体放电灯电子镇流器推广使用才有可能。本实用新型较好地解决了这个问题。

下面结合实施例对本实用新型作详细说明。

图1和图2分别为本实用新型最佳实施例的电路框图和原理图；

图3为本实用新型第二实施例的电路原理图。