环形铁心变压器在金卤灯中地应用.doc

环形铁心变压器在金卤灯中的应用 引言 中国照明网技术论文·电器附件 　　大家知道，气体放电灯（日光灯﹑高压钠灯﹑高压汞灯，金属卤化物灯等）传统上采用电感式镇流器（Ballast）和灯管串接起来，接入电网电压，另外单独采用启辉器或触发器，以产生必要的高压（超前顶峰式镇流器无需触发器）使灯点亮。当灯点亮后，利用电感镇流器自身的阻抗来控制或限制灯管电流，使灯管稳定工作。这种电感镇流器，一般是采用硅钢片堆栈起来作铁心，缠绕漆包线制作成。工作频率一般是50 Hz/60Hz。这种镇流器相对体积大﹑笨重，且功耗大、效率低。　　 为了克服电感镇流器的缺点，人们设法提高灯的工作频率。这是因为，工作频率提高一倍，镇流器的体积就缩小到原来的0.707。现在流行起来的电子节能灯，其电子镇流器都是通过AC/DC/AC变换，把市电50 Hz/60 Hz 交流电压，先变成直流电压，再通过逆变器变成几十kHz 的交流电压，从而用铁氧体磁芯取代了硅钢片，实现了电子镇流器的轻量化，产生了一体化电子节能灯，并使其功耗降低，光效提高。　　但是，对于高强度气体放电（High Intensity Discharge缩写HID）灯（高压钠灯，高压汞灯，金属卤化物灯等），特别是金属卤化物灯（金卤灯）其工作频率升高（一般升高到800 Hz 以上），灯电弧容易产生声共振现象。其表现为灯电弧发生扭曲，有时呈月芽形，有时摆动不稳定，使灯光闪烁，严重时会引起电弧管损坏发生爆裂。　　于是，人们想出了许多办法，也产生了许多专利技术。这些办法或者用来防止声共振的发生，或者用来减弱、抑制声共振的发生。这些办法一般都采用了必威体育精装版的电子技术、集成电路和控制技术，技术难度大，造价高。 中国照明网技术论文·电器附件 1、新型金卤灯镇流器的提出　　我们在目前开关电源技术的基础上，开发出了一种金卤灯电子镇流器。该电子镇流器是按两种频率工作：高频f1和低频f2。在高频f1状态，产生高频高压使金卤灯点亮，待灯点亮并稳定后，（约几秒后）自动转换到低频f2状态。既点亮了金卤灯，又使金卤灯稳定工作，无声共振现象发生。　　本电子镇流器的电路图如图1所示。它是在现有的EMC技术，全桥整流技术，开关电源Boost 升压式有源功率因子校正（APFC）技术，和DC/AC 逆变技术基础上，增加了频率控制电路和金卤灯点亮及镇流电路，构成的一种新型的金卤灯镇流器。　　如图1 所示：EMC 滤波电路、全桥整流电路、Boost 升压一APFC 电路、可编程频率变换和驱动DC/AC电路，均为典型的电路，此处不再赘述。而以IC2 （IR2153）为中心的可编程频率变换和驱动DC/AC 电路，可以通过改变与IC2(IR2153)的引脚2、3、4 相连的电阻R13和电容器C8的参数，使可编程频率变换来驱动DC/AC 电路，按所需的振荡频率来工作。　　为了自动改变IC2的工作频率f，本系统增加了可自动改变电阻R13 的阻值，或电容器C8容量的控制电路。在图1中，该频率控制电路由继电器JA，电阻R9 、R10、R11、R12，及电解电容C6 和CBB 型电容C8A(或电阻R13A，图1 中未标出)和NPN 型晶体管S2所组成。为使金卤灯点亮并正常工作，本系统增加了金卤灯点亮和镇流器电路，如图1 所示，该电路由电感器L3，电容器C14，升压变压器T2(其初级绕组为N1，次级绕组为N2)，电解电容器C15及C16组成。其中电感器L3用锰锌铁氧体为磁芯，电容器C14为CBB 型高耐压电容。升压变压器T2采用硅钢带卷绕成的环形铁心。为保证控制芯片IC2正常工作，本系统中还特别设计了一个IC2的供电支路，它是从前级Boost 升压变压器T1的次级绕线组N2引出，经过快恢复二极管D10、电阻R16 和电解电容器C7接到IC2的脚1 VCC端。 中国照明网技术论文·电器附件 2、系统工作原理 　　如图1 所示，市电（频率50 Hz/60 Hz，电压90~250V），通过EMC 滤波电路，送到桥式整流器，经整流滤波，再经升压式有源功率因数校正电路升压，可得到约385V 直流电压，用以供给后级可编程频率变换和驱动DC/AC 电路﹑频率控制电路和高强度放电灯点亮及镇流电路工作。中国照明网技术论文·电器附件 中国照明网技术论文·电器附件 图1 150W电子镇流器电路图中国照明网技术论文·电器附件 　　同时，从升压变器T1的次绕组N2输出约16 V电压，经快恢复二极管D10 整流和降压电阻R16后，加到芯片IC2的脚1（VCC）使IC2激活工作。在385 V 电压刚接通瞬间，电解电容C6导通，导通电流使NPN晶体三极管S2导通，从而继电器JA 激磁，其常闭触点JB 跳开，使电容C8A与C8 断开，此时，IC2的输出振荡频率由R13和C8决定。其值